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胶球清洗-胶球清洗装置的原理设计更好的提高凝汽器胶球清洗工作可靠性发展
发布时间:2023/1/6 点击次数:532

胶球清洗-胶球清洗装置的原理设计更好的提高凝汽器胶球清洗工作可靠性发展
 

      胶球清洗-胶球清洗装置的原理设计更好的提高凝汽器胶球清洗工作可靠性发展方向。随着技术的升级叠代,胶球清洗被采用广泛应用于各种机组类型中。今天以200MW机组为例,介绍了近年来国内许多汽轮发电机组胶球自动清洗系统的应用情况,WF-1600循环水二次滤网和RZ16-II胶球收球网的使用,可提高凝汽器运行的可靠性,经济效益显著,后还指出了胶球自动清洗系统的使用注意事项及存在问题。
关键词:凝汽器,端差;汽轮机热耗率;胶球自动清洗系统
1【胶球清洗-胶球清洗装置】概述
     凝汽器是火力发电厂、核电站及化工企业中的重要设备,维护凝汽器冷却水管内壁的洁净,保持凝汽器较高的真空和较小的端差,是提高汽轮机组循环热效率的主要方法之一。为了维护凝汽器冷却管的洁净,过去我国大部分电厂曾采用停机或减负荷分半由人工清洗的方法,这样,冷却管在从清洁一被污染一减负荷清洗的较长周期中,有相当长的时间清洁系数小于设计值(在设计上,国内一般取清洁系数为0.80-0.85),使汽轮机组在真空恶化的不经济状态下运行,导致汽轮机热耗率和发电煤耗率增加。以200MW机组为例,当汽轮机背压偏高设计值和凝汽器端差增大后,热耗率与煤耗率的变化见表1。
表1汽轮机背压偏高设计值和凝汽器端差増大与热耗率和煤耗率的变化表
指标变化 增加热耗/(kJ/kWh) 增加发电煤耗/(g/kWh)
汽轮机背压升高1kPa 1.0410% 3.221
凝汽器端差升高1X. 0.3669% 1.135
2国内【胶球清洗-胶球清洗装置】系统现状
     目前,国内多数汽轮发电机组都釆用了胶球自动清洗系统,使凝汽器冷却管在运行中保持清洁状态,既提高了真空度也减少了水阻,从而节约了发电单位煤耗。经测试比较,清洁度提高0.2-0.3,相当于增加了凝汽器冷却面积20%~30%。在冷却水质较差的一些发电厂,煤耗节约可达2%~3%或更多。由于胶球自动清洗系统还可使冷却管的损坏减少,故而需提高凝汽器运行的可靠性,减少汽轮机设备计划外停机次数。此外,由于发电煤耗降低,又可减少有害物质的排放量。由于腐蚀受到控制,还可减少金属材料的损耗,因此,胶球自动清洗系统成了火力发电厂重要的节能措施之一。但是由于种种原因,目前许多电厂的胶球清洗装置都存在收球率不高、清洗效果欠佳、设备缺陷较多、投入率较低的问题。其主要原因是:
2.1收球网通流部分流道设计不合理
     上下网板转轴中心位置偏高,未考虑运行时水流流动时动量的作用,以致运行时抖动或偏离正常位置。
未采取收球时的辅助调节及扰动措施。
(3)下方箱宽度过大,进入下方箱的水流量过大,超过胶球泵的抽吸能力,以致造成部分水滞流,胶球在此回旋。
2.2【胶球清洗-胶球清洗装置】制造安装工艺性差
     网面制造粗糙,条栅分布不匀,动静间隙偏大。上网板与方箱接合处间隙过大或平衡度差。上收球网转轴接口处如果设计制造成圆柱接头,加之销子强度不足时,当转轴受较大扭曲力矩时,很容易断裂导致网板无法活动,此处应设计制造成方板接头以加强其刚性。
下收球网下端蟹钳处间隙过大,造成逃球。
2.3【胶球清洗-胶球清洗装置】运行维护不当
     不按时投运和定期反冲,发现问题未及时处理消除。贪图方便,长期将网板置于收球位置,致使网板垃圾积累过多,超过网板承载能力,导致网板永久变形。异物卡涩于动静部分之间未及时发现,强行操作执行机构。
     华电能源牡丹江二发电厂处在牡丹江下游,水质较差,且在夏、秋降雨频繁季节,会有大量泥沙等杂质进入循环水系统,以致造成凝汽器管板布满杂物,汽轮机真空恶化,每隔24h左右就要进行1次减负荷凝汽器半面清扫,严重威胁机组的安全、经济运行,同时也增加了职工的劳动强度。
3【胶球清洗-胶球清洗装置】在开式循环水系统的投运
     从2008年开始,本厂根据牡丹江下游水质情况和机组循环冷却方式,分别利用机组大修机会对5号~7号机组安装了北京中电滤波科技公司生产的新型的胶球冲洗装置。主设备选取了BCP80-220型不锈钢单级卧式胶球冲洗泵、倒V型结构RZ16-D胶球收球网、WF-1600循环水二次滤网的新型胶球冲洗装置,该套冲洗装置具有活性强、对水质的适应性强、操作简单、运行水阻小、收球率高、检査维护方便的特点。
     BCP80-220型不锈钢单级卧式胶球冲洗泵釆用润滑脂润滑的滚动轴承传动,轴封密封为机械密封,泵体具有宽流道、低转速、体积小、轴承自冷却系统适合长时间连续运行的特点,胶球泵选用Y型电机驱动,采用悬臂梁结构,插轴式链接,通流部分采用不锈钢制造,能够适合较差水质。RZ16-D胶球收球网釆用格栅式机构,网板釆用组装式机构,具有较好的水力特性,可以防止网板在水流冲击下振动,按照流场分布设计不同的格栅距和进水角度,网板条纵向迎水成流线型,网板垂直夹角22.5。,过流面积大、水阻小、不易变形。胶球系统投运时,收球网正常运行时水阻不大于300mmH2Oo收球网在胶球非投运时,其收球格柵网板有处于反冲洗位置,收球网反冲洗角度为-6°.将杂质反冲洗干净。收球网采用电动执行机构,执行机构具有足够的传递扭矩和推力,在网板前后压差达到大并且电源电压在许可范围的下限时仍然能够正常工作。各转动部件保证转动灵活不卡死,电动执行机构配带手轮和止挡板。
通过对胶球冲洗系统进行间歇式投运、定期反洗等方式实现了胶球冲洗系统在开式循环水系统的顺利投运,且胶球冲洗系统收球率达到95%以上,经济效益显著。不但提高了机组真空,而且大大地减少了机组清扫、吹风的次数,机组的安全、经济性显著提高。胶球清洗系统投运后,真空度平均提高1.1%,热耗下降93.78kJ/kWh,发电煤耗下3.6g/kWh,机组循环热效率提高0.45%,每年节标准煤约6500to要想提高胶球自动清洗系统运行的可靠性,起到良好的节能效果,必须做到以下几点:
    【胶球清洗-胶球清洗装置】系统正常投运的关键问题是要清除循环水系统中的杂物,特别是直流供水系统江、河、湖、海水中的固体杂物和生物等,因此必须有较完善的滤网。目前电厂装设的一次滤网均为回转机械式,网孔直径在8mmX8mm和10mmX10mm之间,孔径较大,加之回转部分密封等因素的影响,垃圾杂物排除能力差。为了弥补这一缺陷,装设二次滤网(净水器)是十分必要的,直流供水的二次滤网要能旋转,并设置逆冲装置。
     提高胶球回收率,除清洗装置本身结构合理外,材质需作相应考虑,特别是以腐蚀性较强水质作为冷却介质的凝汽器,清洗装置及滤网应选用耐腐蚀的不锈钢材。
     在安装和检修凝汽器时,应彻底清除冷却管内壁的积垢和脏污,以保证内壁高的初始洁净度,这是胶球能否可靠和长期运行并取得良好效益的重要条件。对新安装的汽轮机,胶球清洗系统应与凝汽器同时投运,对现有的汽轮机,胶球清洗系统应在换管或彻底消除一切积垢后立即投运。
     选择微孔粒度均匀、性能稳定、球径较铜管内径大1~2mm的海绵胶球。使用过程中如发现胶球破损或过分膨胀要及时更换,投入新球,还要随时更换磨损变小的胶球。当球体直径比管径小0.1-0.3mm时,不宜再继续使用。即使同批生产的胶球,尺寸也有大、有小,球质也有硬、有软,比重也不一样,因此要有人验收,确保政质羸新嫦KAS行前,应曆水浸泡2~3h,并反复用手捏几次,使胶球中的微小孔隙都充满水,避免胶球在出水管中漂浮和滞留。
为保护和预防铜管腐蚀,延长其使用寿命,要注意冷却管保护膜完整,不要由于胶球清洗而遭损坏,要定期加入硫酸亚铁进行沉膜处理。
     在胶球连续清洗过程中,如发现收球率明显降低或运行不正常时,应及时查找原因。如发现网板变形,应及时采取措施整形,使其恢复正常,而不能釆取消极措施将其网板固定或焊死。
     领导重视,落实责任,细化管理,将胶球清洗系统投入率和收球率作为机组运行指标进行细化分解,并在对标管理中进行奖惩考核,对于不能完成的指标进行分析原因,制定整改措施,落实责任执行,定期反馈总结的PDCA方式逐级对比,强化胶球冲洗系统在机组运行中的重要作用,提高机组的安全、经济性。