新闻动态
胶球清洗装置凝汽器机组中应用存在的原因分析及处理?
发布时间:2023/11/13 点击次数:268

胶球清洗装置凝汽器机组中应用存在的原因分析及处理?
 

      胶球清洗装置凝汽器机组中应用存在的原因分析及处理?针对我公司两台100MW机组胶球清洗装置在投运过程中出现的问题展开了分析和探讨,并实施一系列改造方案。实践表明,施行的方案是可行有效的,成功地将2套胶球清洗装置投入运行,取得了明显的效果。
1设备现状分析
     2台汽轮机厂产100MW机组的凝汽器胶球清洗装置,全套装置由二次滤网装球室胶球输送泵收球网几大部件组成。该装置安装困难,结构复杂,材料消耗多,操作和维护不便,故障率较高,加上制造质量的问题,收球率始终达不到设计要求的95%以上。
     众所周知,保持凝汽器较高的真空和较小的端差,是提高机组循环热效率的主要方法之一。以100MW机组为例,汽轮机背压增高0.004MPa,将导致热耗增加244.5kJ/kW·h,煤耗增加9.70g/kW·h;凝汽器端差升高5℃,将导致热耗增加95.12kJ/kW·h,煤耗增加3.66kJ/kW·h。凝汽器管束的污脏,使换热系数变小,使传热端差加大和恶化了凝汽器真空。
     实践表明,胶球清洗装置的定期正常投用,能及时清除凝汽器铜管内壁污物,使凝汽器管束保持一定的清洁度,对防止结垢起到非常重要的作用。7号机组自2005年以来,曾间断投用胶球清洗,但胶球回收率很不理想,最好的不足50%,最差的根本收不到胶球。据了解,其他电厂亦有类似情况出现,同型胶球清洗装置在全国的使用情况亦不尽理想,故一直中断运行。为此,我们进行了多方面的研究,着手进行有关试验、运行分析和结构检查,找出了影响收球率不高的关键因素,并进行了改造。经再次投运结果表明,改造和措施是成功和有效的。
2存在的问题
     我公司2台100MW机组分别于1992年和1993年投产,1998年和1999年开始安装和试投胶球清洗装置。刚开始胶球清洗效果和收球率基本能达到要求,但经过4~5年的运行情况逐渐恶化。2004年初至2006年,间断投用胶球清洗,情况亦不理想,2套胶球清洗装置系统投用2h后收球,7号机甲乙侧收球率均不足50%,有时收球率几乎为零。2006年5月份起,再度中断了胶球清洗装置的投用工作,致使凝汽器铜管经常发生泄漏,造成凝结水硬度超标,机组因此而被迫多次停运查漏、堵漏。检查铜管,发现内壁结垢较严重,厚度1~2mm。究其泄漏原因,发现绝大部分为垢下腐蚀。有资料表明,铜管易发生垢下点蚀现象。现场只能利用停机机会组织人力突击清除水垢,但水垢被清除后,原腐蚀点外露又增加了铜管泄漏的可能性,问题没有得到根本解决。
     要彻底清洗铜管内壁,避免结垢,只有对胶球清洗装置进行改造,务求胶球系统能正常投用,发挥其在线运行、清洗效果明显的特点。
3原因分析及处理
     投入胶球清洗装置时,在冷却水塔发现大量的胶球,说明漏球的现象严重。
3.1二次滤网
     胶球在管中只能依靠循环水作动力,清除冷却管内壁上的薄层淤泥或水垢。若循环水中含有较多的杂物,如水生动物、垃圾、碎石及各种有机物,不仅会堵塞二次滤网,使循环水压差减小,流量减小,不利于胶球的循环,而且会堵塞凝汽器的管孔,妨碍胶球的通过。流量的减小会导致循环水的温升较明显,运行中我们亦发现了这一现象。在大修期间进行了彻底的检查,发现二次滤网的堵塞现象比较严重,尤其是含有较多的纤维状物质(用人工机械的方法进行了彻底清洗)。
3.2凝汽器的检查处理
     我国大多数凝汽器的设计均未考虑胶球清洗装置的运行,我们对凝汽器结构与胶球清洗装置的适应性作了全面的检查。
     (1)进出口水室的流程隔板与水室盖及管板的衔接处的狭缝可能引起水流的倒串,导致胶球卡于此,此次检修对该类狭缝进行了全面的封堵。
     (2)凡是新更换凝汽器的铜管严格按国家标准进行检查、验收,排除扁、瘪管;冷却管伸出管板的长度亦严格执行国家的有关标准,防止在此形成死区;彻底清除水室及管内的一切杂物,确保洁净之后再封闭。
3.3收球网的检查和处理
     几次投运过程中发现,当收球网处于收球位置时,凝汽器循环水的压力均有微量的提高,说明其压损较大,堵塞现象严重。解体发现,由于长时间未投用该装置,致使收球网网格结垢很严重,在网栅和管筒内环上发现大量的污垢片和锈片。它们的存在使栅格流通面积减小,水流速加大,胶球可能卡在收球网的栅板上,又加剧了胶球的堵塞,形成恶性循环。同时发现收球网严重变形,收球时无法严密对接,形成的缝隙存在大量漏球的疑问。操作机构的检查发现,收球网传动杆上8mm销子为普通碳钢,刚度不足,常疲劳断裂,致使行程开关显示为收球位置而实际上并未关严。收球网处于收球位置时,网的上下沿应分别与循环水管壁和下方上沿贴合,如果它们的间隙大于6mm,则容易出现跑球或卡球的现象。通过我们对局部缝隙的测量,最宽达18mm。另外网面的制造粗糙,条栅分布不均匀。收球网也因水垢卡涩,有关不到位情况。
针对上述情况,我们采取了如下解决办法:
     1)对收球格栅的传动形式进行改造,由原来的双传动轴改变为单传动轴,同时更换了格栅,加大了格栅的密度,又更换和加大了电动传动装置的功率。
     2)对收球汇集室进行了改造,取消了收球管道中的直角,全部采用弧角弯头代替。
     3)对收球管路中的阀门进行了检修。4)对收球泵进行了大修。
3.4操作细则和管理体制
     完善了每日一次的清洗制度,由专人负责,落实到班组,并且明确一些操作上的措施,如正确的投球数量保持在凝汽器单侧、单流程冷却管根数的10%;根据凝汽器的端差、真空等特性参数和胶球的直径、外观等对清洗效果及时评价,以便更换胶球,最多不超过90次累计次数;投运时注意适当调整循环水的压力,保持合理的循环水压差,必要时增开1台循环水泵,清洗结束再停。
4胶球清洗装置改造后的效果评价
     (1)处理后再次投运胶球清洗装置,每天运行2h,收球率均达95%以上。
     (2)7号机于2006年9月、6号机于2007年9月大修后至今,凝汽器端差一直保持7℃以下。真空大为好转,保持91kPa以上。在小修时检查凝汽器铜管,内壁洁净,基本无水垢,效果明显。
结果说明:
     (1)2台机组的4套胶球清洗装置之所以一段时间以来投入效果不明显,收球率低,关键原因在于收球网的制造和安装工艺差,存在明显的间隙;投运初期没有及时进行调试,致使闲置后结垢严重。另外,二次滤网的堵塞亦阻碍了胶球清洗装置的投运。
     (2)胶球清洗装置设备的调试和试运行应随机组的试生产及时投入运行。目前制造厂无技术标准,电厂亦无验收标准,往往待凝汽器管束脏污后再进行胶球清洗装置的投运。管束的脏污制约了胶球清洗装置,而胶球清洗装置的闲置又进一步加剧了凝汽器管束的脏污,陷入比较被动的局面。
     (3)加强胶球清洗装置的管理很重要。实践证明,必须健全组织,制定有关规章制度,健全运行、技术记录。只有科学管理才能确保胶球清洗系统的正常投运和有效运行。