凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)改造方案基本原理、組成及膠球類型選用

凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)改造方案基本原理、組成及膠球類型選用

      凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)改造方案基本原理、組成及膠球類型選用，針對國產(chǎn)300MW機組凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)收球率低的問題，發(fā)電廠對收球網(wǎng)、凝汽器水室及系統(tǒng)進行了改造，取得了很好的效果。介紹了該膠球清洗裝置系統(tǒng)的基本原理、組成及膠球類型的選用，提出了具體改造方案，供同類型機組改造時參考。
      目前我國大型火力發(fā)電廠的凝汽器普遍采用凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)，它可以在機組運行狀態(tài)下清洗凝汽器銅管。從發(fā)電廠近幾年來凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)運行情況看，凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)的合理設(shè)計、使用和維護，不但能降低凝汽器端差和背壓，提高汽輪機組真空度，降低機組煤耗，而且能抑制凝汽器銅管的水側(cè)結(jié)垢、腐蝕，它是實現(xiàn)機組安全經(jīng)濟運行的有效措施。發(fā)電廠1、2號機組原凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)是1994年投入運行的，系統(tǒng)如圖1所示。
      凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)流程：裝球室→凝汽器銅管→收球網(wǎng)→膠球匯集器→膠球泵→裝球室。
      1號機組自投產(chǎn)以來，凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)使用效果不佳，收球率低，造成凝汽器運行條件的惡化，為此，在1995、1996年1號機組臨檢、小修期間，對1號機組凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)進行了改造。
1設(shè)備簡介
      我廠1號機組凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)是中國兵器工業(yè)長春55研究所設(shè)計的產(chǎn)品。此系統(tǒng)的設(shè)備規(guī)范如下：
      a.收球網(wǎng)(見圖2a)型號DDSS-1600—I公稱通徑1600mm設(shè)計壓力0.6MPa
      b.裝球室型號ZQS400-Ⅱ
      c.膠球匯集器型號150XZ-12.5A圖1凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)示意圖流量120m3/h轉(zhuǎn)速970r/min
      d.全電壓三相空載試驗受到現(xiàn)場電源條件限制，試驗準備時間長，費用高，而且對故障相判斷也需依賴于單相空載試驗來確定。
      e.國外一些廠家在變壓器出廠試驗中給出200V低電壓空載試驗數(shù)據(jù)，供現(xiàn)場試驗時對比，這一做法值得借鑒。國內(nèi)的變壓器生產(chǎn)廠家應(yīng)向用戶提供單相低電壓試驗數(shù)據(jù)，以便現(xiàn)場對比。
      f.電力系統(tǒng)新投入變壓器或大修后變壓器如能進行低電壓空載、低電流短路試驗，建立變壓器此項技術(shù)檔案，對變壓器的正常運行監(jiān)視及發(fā)生異常、故障時的缺陷判斷、查找是十分有利的。
      低電壓單相空載試驗對查找變壓器繞組、鐵心故障來講是值得突出重視的一種試驗方法。該方法具有試驗設(shè)備輕便，易于現(xiàn)場應(yīng)用，判斷故障準確，靈敏度高等特點，應(yīng)該大力推廣。
2凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)的改造
      我廠對1號機組凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)的改造分為兩個階段。
2.1一階段
      將原收球網(wǎng)拆除，改裝為哈爾濱北方節(jié)能技術(shù)開發(fā)應(yīng)用研究所生產(chǎn)的HSSW-1600型收球網(wǎng)(見圖2b)。
      DDSS-1600-I型收球網(wǎng)結(jié)構(gòu)復雜，水阻大，膠球隨循環(huán)水經(jīng)過正V形網(wǎng)篦和擋球板落至W形收球柵，2根收球管從W形收球柵的低點接出，正V形收球網(wǎng)的收球管口基本位于管路中心。由于循環(huán)水管道內(nèi)水流的狀態(tài)為紊流(見圖3),而收球點正位于速度大的紊流區(qū)域，膠球從正V形網(wǎng)柵經(jīng)擋球板下落后很快堵在W形收球柵處，不能橫向流動進入收球管。
      HSSW-1600型收球網(wǎng)是倒V形網(wǎng)篦結(jié)構(gòu)，收球管在收球網(wǎng)簡殼壁兩側(cè)，該處由于壁面限制，粘性的阻滯作用使水流速度急速下降，而且這種收球網(wǎng)水阻比較小，膠球能順利隨水流向網(wǎng)柵兩側(cè)流動，平穩(wěn)地進入圓弧狀收球管路。此種收球網(wǎng)可通過反向旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)反沖洗。更換收球網(wǎng)后，我們進行了投球?qū)嶒灒�收球率雖有所提高，但仍不理想。
2.2二階段
2.2.1凝汽器膠球清洗裝置收球網(wǎng)改造
      由于HSSW-1600型收球網(wǎng)是活動收球網(wǎng)，在循環(huán)水的沖擊下，定位銷不緊，易使收球網(wǎng)變位，邊緣出現(xiàn)空隙而造成漏球；同時在收球網(wǎng)兩側(cè)收球處上部易形成回流區(qū)，使部分球在收球網(wǎng)兩側(cè)懸浮，不回流。考慮我廠循環(huán)水是閉式循環(huán)，水質(zhì)良好可不用反沖洗功能，故把原活動式收球網(wǎng)改成焊接固定式收球網(wǎng)，同時在收球網(wǎng)兩側(cè)收球管口上方加裝了導流板(見圖4)。
2.2.2凝汽器水室改造
      由于循環(huán)水進入凝汽器前水室，在水室四角產(chǎn)生死角或回流區(qū)，造成部分膠球滯留，不參與循環(huán)。針對此情況，在凝汽器水室間隔及四角用5mm厚鋼板堵焊(見圖5,導流板焊接時不準壓蓋冷卻水管口)。
2.2.3凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)改造
      膠球匯集器位于膠球泵入口管段，由于它的存在，使膠球泵入口管段彎頭增多，增大了膠球入口阻力；另外膠球匯集器本身就是大的阻力源，考慮到取消匯集器對系統(tǒng)沒有影響，所以取消了膠球匯集器；同時對管路進行重新布置，減少了彎頭數(shù)量。這樣，大大減少了膠球泵入口阻力，利于膠球回收。
3凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)試投及膠球的選用
      凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)改造后，對其進行了試運行，次試驗采用海綿膠球、橡膠球、復合橡膠海綿膠球進行投放與回收，收球率均在95%以上。考慮到橡膠球、復合球?qū)σ院笄逑淬~管不利，故選用海綿膠球。
      投放海綿膠球的數(shù)量應(yīng)視管的數(shù)量而定。憑經(jīng)驗，一般以單流程銅管數(shù)量的1/8為佳，投球數(shù)量偏少，清洗效果較差。
      海綿膠球的質(zhì)量也是決定收球率的主要因素。一般要求海綿膠球有良好的外形，呈蜂窩狀，氣孔均勻，孔與孔相通，在水中長期存放不發(fā)粘，不變形，在水中的膨脹率不超過10%;同時要求干視密度≤0.51g/cm3;濕視密度1.0～1.25g/cm3;相對壓縮率30%～48%;扯斷強度14.7MPa。
每次回收的海綿膠球要從收球室取出放到清水中，保持海綿膠球的清潔和一定的彈性，把受損壞的海綿膠球選出，補充完好的新球，根據(jù)球磨損程度定期更換，保持海綿膠球與凝汽器銅管內(nèi)壁彈性接觸。這樣即可保證銅管清洗效果，又可避免銅管內(nèi)壁出現(xiàn)劃痕。
4膠球系統(tǒng)投入后的效果
a.節(jié)煤
      膠球系統(tǒng)改造后，開始定期投球，收球率均在95%以上。由于循環(huán)水采取加酸加藥防垢處理并堅持膠球投入率100%,使凝汽器端差下降了4.5C,真空提高了1.1kPa。由吉林省電力科學研究院所做的1號機組熱力試驗可知：真空每升高1kPa,機組熱耗就下降46.3kJ/(kW·h)。取鍋爐效率90%,管道效率99%,標準煤熱值29271.2kJ/kg,按1號機1a發(fā)電15億kW·h計算，全年平均節(jié)約標準煤量為2929.2t。若按340元/t計算，每年可節(jié)約人民幣99.6萬元。
b.降低端差
      端差是反映凝汽器設(shè)備熱交換狀況的指標，一般凝汽器端差增大，主要是由銅管內(nèi)表面污垢造成的。凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)的投入對端差下降起到了一定作用，效果比較明顯。
c.其它
      凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)正常投運，減輕了大、小修時清洗凝汽器的勞動強度，減少了開支；同時也改善了凝汽器的工作條件，增強了抗腐蝕能力，延長了銅管使用壽命。
5改造后存在的問題及結(jié)論
改造后的凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)投運2a來尚存在以下問題：
      由于收球網(wǎng)不具有反沖洗功能，冬季從涼水塔出來的填料易堵塞收球網(wǎng)，應(yīng)該加強對涼水塔的維護工作，打冰時注意防止損壞淋水裝置，同時應(yīng)加強清污機的運行投入；海綿膠球在使用前需經(jīng)過浸水處理，費時費力不方便。
      應(yīng)加強對熱工、電氣人員的培訓，保證凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)的自動投入，減輕投運人員的勞動強度，同時也可保證正確的投球、收球方式。
      凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)的可靠投入，會帶來可觀的經(jīng)濟效益；通過對現(xiàn)有設(shè)備進行改造，就能使其正常運行。因此無論從安全運行方面，還是從經(jīng)濟方面考慮，凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)改造都是值得推廣的。