電廠凝汽器膠球清洗裝置標(biāo)準(zhǔn)海綿剝皮膠球使用投運(yùn)及節(jié)能效果

     電廠凝汽器膠球清洗裝置標(biāo)準(zhǔn)海綿剝皮膠球使用投運(yùn)及節(jié)能效果，電廠膠球清洗裝置自投產(chǎn)以來長期運(yùn)行不正常，收球率不到50%；循環(huán)水溫高時，機(jī)組真空較低，嚴(yán)重影響機(jī)組經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。通過設(shè)備檢修、調(diào)試，改變運(yùn)行操作方式及選用合適的膠球，使收球率達(dá)到了95%，機(jī)組的經(jīng)濟(jì)效益得到了提高。
1問題的提出
     電廠兩臺300MW機(jī)組分別于2011年5月、12月投產(chǎn)，其凝汽器膠球清洗裝置產(chǎn)品。全套膠球清洗裝置由裝球室、膠球輸送泵和收球網(wǎng)幾大部件組成，收球網(wǎng)為”字型結(jié)構(gòu)，型號為DN1800-1，配套的膠球輸送泵為輸送膠球用的125SS-22型離心泵，裝球室型號為ZQS-400。機(jī)組剛投產(chǎn)時曾試投膠球清洗裝置，收球率低于50%，以后一直沒有再投運(yùn)。
     機(jī)組凝汽器循環(huán)水冷卻水系統(tǒng)為開式循環(huán)水系統(tǒng)，循環(huán)冷卻水水源為資江水，凝汽器循環(huán)水水質(zhì)較差，常有大量塑料纖維物、淤泥、樹枝雜草等垃圾雜物進(jìn)入循環(huán)水系統(tǒng)。在機(jī)組幾年的運(yùn)行過程中，凝汽器銅管經(jīng)常受到污染，導(dǎo)致真空下降的一個主要原因是凝汽器銅管內(nèi)壁產(chǎn)生污垢，隨著時間的推移逐漸加厚，阻隔了換熱，降低了冷卻效果；凝汽器真空對汽輪機(jī)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性影響較大，不僅使機(jī)組能耗上升，影響機(jī)組經(jīng)濟(jì)性，還會威脅機(jī)組安全，影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。特別是夏季，南方氣溫高，循環(huán)水溫度高時冷卻效果更差，使機(jī)組真空下降較多造成機(jī)組帶滿負(fù)荷困難，有時被迫降出力運(yùn)行，多次在運(yùn)行中降負(fù)荷進(jìn)行凝汽器半邊清洗，同時增加了循環(huán)水泵的出力。
     為了提高機(jī)組運(yùn)行安全性和經(jīng)濟(jì)性，降低機(jī)組熱耗和煤耗，電廠組織業(yè)技術(shù)人員題研究解決膠球清洗裝置投運(yùn)問題。要求立足現(xiàn)有設(shè)備，找出設(shè)備存在的問題，總結(jié)以往運(yùn)行中存在的問題，通過改進(jìn)投運(yùn)方式，力爭收球率達(dá)到廠家設(shè)計要求。
2解決辦法
     電廠膠球清洗裝置系統(tǒng)工作原理如圖1所示，先關(guān)閉收球網(wǎng)，將比重與水相同的膠球加進(jìn)裝球室后，開啟膠球泵進(jìn)、出口電動碟閥，啟動膠球泵，開啟裝球室后電動門，打開裝球室切換閥，膠球裝置處于清洗位置；膠球在比循環(huán)水壓力略高的水流帶動下，進(jìn)入凝汽器水室進(jìn)口，隨即同循環(huán)水混合并由水室進(jìn)入銅管，膠球在進(jìn)水中分散均勻，凝汽器的各銅管進(jìn)球機(jī)率相同；膠球雖比銅管內(nèi)徑略大，由于它是多孔、柔軟的彈性體，可在較小的壓差作用下壓縮變形而進(jìn)入銅管，膠球在行進(jìn)過程中與銅管有整圈接觸，等于把銅管清冼一遍；當(dāng)膠球流出管口時，在自身彈性作用下恢復(fù)原狀，并隨水流向水管，繼而至收球網(wǎng)，在網(wǎng)壁的阻攔及出水的沖帶下，膠球進(jìn)入網(wǎng)底；由于膠球泵進(jìn)水管口接在此處，故膠球在泵的進(jìn)口負(fù)壓作用下被吸入泵內(nèi)，在泵內(nèi)獲得能量后，重新進(jìn)入裝球室重復(fù)以上運(yùn)動。
圖1單循環(huán)制膠球清洗裝置系統(tǒng)
     為了解決膠球清洗裝置收球率低的問題，通過認(rèn)真分析膠球系統(tǒng)工作原理和設(shè)備結(jié)構(gòu)，主要采取以下三個方面措施：
     (1)查找設(shè)備原因，處理設(shè)備存在的問題。主要對收球網(wǎng)進(jìn)行了整形，調(diào)整機(jī)械位置，同時對網(wǎng)板進(jìn)行徹底清理。1號機(jī)左側(cè)膠球泵打不起壓，對膠球泵進(jìn)行了解體檢修，更換了密封件。就1、2號機(jī)膠球清洗系統(tǒng)部份，電動門執(zhí)行機(jī)構(gòu)出現(xiàn)操作不靈或開關(guān)位置不正確的問題，更換和修復(fù)了部份電動頭；對閥門開、關(guān)位置進(jìn)行了調(diào)試，確保了閥門開關(guān)位置正確、開關(guān)靈活。1號機(jī)左側(cè)膠球泵進(jìn)口電動碟閥本體內(nèi)傳動桿與閥板間的固定銷斷裂，將1號機(jī)左側(cè)膠球泵進(jìn)口電動碟閥更換。
     (2)選用合適的膠球。檢修清理凝汽器過程中，從凝汽器和管道中清理出較多原廠家生產(chǎn)的膠球。這種球膨脹系數(shù)過大且變形量大，容易卡在銅管內(nèi)，經(jīng)過調(diào)研和試驗，選用了陜西咸陽膠球廠生產(chǎn)的SB114型拉毛膠球取代原供貨廠家的膠球，它具有耐磨性強(qiáng)、質(zhì)地柔軟富于彈性，氣孔均勻貫通、長期使用變形量小等特點。
     (3)嚴(yán)格運(yùn)行管理，規(guī)范運(yùn)行操作。主要制定膠球清冼裝置投運(yùn)辦法和管理措施，投運(yùn)辦法中對運(yùn)行操作中循環(huán)水母管壓力、進(jìn)出口壓差調(diào)整值作了嚴(yán)格規(guī)定；對膠球回收網(wǎng)，閥門開啟、關(guān)閉順序，膠球泵啟、停作了明確規(guī)定。在管理措施中明確了各運(yùn)行、檢修部門對膠球清冼工作的職責(zé)并規(guī)定了考核辦法。
3電廠凝汽器膠球清洗裝置標(biāo)準(zhǔn)海綿剝皮膠球使用改造后使用情況
     五個月的運(yùn)行情況表明，通過對1、2號機(jī)組膠球清洗系統(tǒng)的整改，使膠球收球率明顯提高，平均達(dá)到95%。系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，機(jī)組運(yùn)行真空與去年同期相比提高1kPa,凝汽器端差與去年相比有明顯下降。
2016年9～12月膠球清洗系統(tǒng)收球情況統(tǒng)計見表1。
表1膠球清洗系統(tǒng)收球情況統(tǒng)計表
月份 1號機(jī)投球數(shù)/個1號機(jī)收球數(shù)/個收球率/%
 左側(cè)右側(cè) 左側(cè)右側(cè) 左側(cè)右側(cè)
9 600600 569479 94.8379.8
10 13881400 13411304 96.693.1
11 26002300 24622150 94.793.5
12 21002100 20101990 95.794.8
月份 2號機(jī)投球數(shù)/個 2號機(jī)收球數(shù)/個 收球率/%
 左側(cè)右側(cè) 左側(cè)右側(cè) 左側(cè)右側(cè)
9 12011201 11311108 94.2592.33
10 900900 833859 92.695.4
11 800769 15001448 96.196.5
12 15001500 14411443 9696.2
表2膠球清洗系統(tǒng)整改前后1、2號機(jī)
凝汽器真空對比表
機(jī)組 年份 9月 10月 11月 12月
1號 2015
2016
2015 -90.31
-91.77
-91.12 -90.37
-93.22
-91.89 -92.4
-94.97
-93.98 -93.45
-96.59
-96.81
2號 2016 -92.74 -93.19 -96.33 -97.43
4電廠凝汽器膠球清洗裝置標(biāo)準(zhǔn)海綿剝皮膠球使用節(jié)能效果
     (1)凝汽器管束的臟污，使換熱系數(shù)變小，使傳熱端差加大和惡化了凝汽器真空。使用情況表明，膠球清洗裝置的定期正常投用，能及時清除凝汽器銅管內(nèi)壁污物，使凝汽器管束保持一定的清潔度，對防止結(jié)垢起到非常重要的作用。
     (2)凝汽器端差是反映凝汽器熱交換狀況的重要指標(biāo)，除了與循環(huán)水流量、速度以及進(jìn)口溫度有關(guān)外，還與凝汽器銅管表面的清潔程度、真空系統(tǒng)的嚴(yán)密性有關(guān)。在機(jī)組真空嚴(yán)密性良好及其它條件一定的情況下，凝汽器端差可以反映銅管的清潔程度。
     (3)正常運(yùn)行時，凝汽器排汽壓力與排汽溫度的關(guān)系，是飽和蒸汽的壓力和溫度關(guān)系。于是，實際凝汽器內(nèi)的排汽壓力，可由與其相應(yīng)的飽和蒸汽溫度來確定，而飽和蒸汽溫度即排汽溫度可由下式計算：tex=tw1+Δt+δt式中tex—汽輪機(jī)的排汽溫度，℃;Δt—循環(huán)水的溫升Δt=tw2-tw1，℃;tw1—循環(huán)水入水溫度，℃;tw2—循環(huán)水出凝汽器溫度，℃;δt—凝汽器的傳熱端差，℃。由上式可以看出，凝汽器的排汽溫度取決于凝汽器進(jìn)口冷卻水溫、冷卻水溫升和凝汽器傳熱端差。在排汽量、冷卻水量、冷卻水入口溫度一定時，冷卻水溫升不變，如果凝汽器端差增加，則排汽溫度升高，排汽壓力上升，造成凝汽器真空降低。
     (4)提高凝汽器銅管的清潔度，可以改善凝汽器的傳熱、降低凝汽器端差、保持凝汽器較高的真空，是提高機(jī)組循環(huán)熱效率的主要方法之一。自膠球清洗系統(tǒng)正常投運(yùn)以來，1、2號機(jī)組凝汽器端差平均降低了3℃。
     在循環(huán)水入口溫度、循環(huán)水溫升不變(也即循環(huán)水流量不變)的情況下，凝汽器端差降低3℃,則排汽溫度降低3℃,對應(yīng)排汽壓力下降1kPa，即真空提高1kPa。取機(jī)組年運(yùn)行5000h；機(jī)組煤耗按下式中Δb—節(jié)煤量，t；τ—年利用小時，h；N—汽輪機(jī)額定功率，kW；Y—機(jī)組臺數(shù)，臺；B—機(jī)組煤耗，g/kW·h；η—可提高的汽輪機(jī)效率。將數(shù)據(jù)代入上式，得b=5000×300000×2×350×0.6%=6300t1000000
電廠凝汽器膠球清洗裝置標(biāo)準(zhǔn)海綿剝皮膠球使用結(jié)果
     (1)通過設(shè)備檢修、改進(jìn)操作方式以及選用合適的膠球等措施，1、2號機(jī)組膠球清洗裝置系統(tǒng)收球率有了突破性的提高，保證了凝結(jié)器銅管的清潔度，延長了凝結(jié)器清洗周期，減少了勞動力和生產(chǎn)成本的投入。
     (2)通過幾個月的實際運(yùn)行，膠球系統(tǒng)運(yùn)行正常，有效地提高了凝汽器的真空，也取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益，真正達(dá)到了投資少、見效快的目的。
     總之，只要不斷進(jìn)行探索，及時總結(jié)經(jīng)驗，加強(qiáng)設(shè)備檢查，提高檢修質(zhì)量，注意結(jié)合本廠情況采取適合本廠的有效措施，保持較高收球率，就可有效地提高機(jī)組效率。