電廠凝汽器膠球清洗裝置標準海綿剝皮膠球使用投運及節能效果

     電廠凝汽器膠球清洗裝置標準海綿剝皮膠球使用投運及節能效果，電廠膠球清洗裝置自投產以來長期運行不正常，收球率不到50%；循環水溫高時，機組真空較低，嚴重影響機組經濟運行。通過設備檢修、調試，改變運行操作方式及選用合適的膠球，使收球率達到了95%，機組的經濟效益得到了提高。
1問題的提出
     電廠兩臺300MW機組分別于2011年5月、12月投產，其凝汽器膠球清洗裝置產品。全套膠球清洗裝置由裝球室、膠球輸送泵和收球網幾大部件組成，收球網為”字型結構，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。機組剛投產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。
     機組凝汽器循環水冷卻水系統為開式循環水系統，循環冷卻水水源為資江水，凝汽器循環水水質較差，常有大量塑料纖維物、淤泥、樹枝雜草等垃圾雜物進入循環水系統。在機組幾年的運行過程中，凝汽器銅管經常受到污染，導致真空下降的一個主要原因是凝汽器銅管內壁產生污垢，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運行的經濟性影響較大，不僅使機組能耗上升，影響機組經濟性，還會威脅機組安全，影響企業的經濟效益。特別是夏季，南方氣溫高，循環水溫度高時冷卻效果更差，使機組真空下降較多造成機組帶滿負荷困難，有時被迫降出力運行，多次在運行中降負荷進行凝汽器半邊清洗，同時增加了循環水泵的出力。
     為了提高機組運行安全性和經濟性，降低機組熱耗和煤耗，電廠組織業技術人員題研究解決膠球清洗裝置投運問題。要求立足現有設備，找出設備存在的問題，總結以往運行中存在的問題，通過改進投運方式，力爭收球率達到廠家設計要求。
2解決辦法
     電廠膠球清洗裝置系統工作原理如圖1所示，先關閉收球網，將比重與水相同的膠球加進裝球室后，開啟膠球泵進、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；膠球在比循環水壓力略高的水流帶動下，進入凝汽器水室進口，隨即同循環水混合并由水室進入銅管，膠球在進水中分散均勻，凝汽器的各銅管進球機率相同；膠球雖比銅管內徑略大，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入銅管，膠球在行進過程中與銅管有整圈接觸，等于把銅管清冼一遍；當膠球流出管口時，在自身彈性作用下恢復原狀，并隨水流向水管，繼而至收球網，在網壁的阻攔及出水的沖帶下，膠球進入網底；由于膠球泵進水管口接在此處，故膠球在泵的進口負壓作用下被吸入泵內，在泵內獲得能量后，重新進入裝球室重復以上運動。
圖1單循環制膠球清洗裝置系統
     為了解決膠球清洗裝置收球率低的問題，通過認真分析膠球系統工作原理和設備結構，主要采取以下三個方面措施：
     (1)查找設備原因，處理設備存在的問題。主要對收球網進行了整形，調整機械位置，同時對網板進行徹底清理。1號機左側膠球泵打不起壓，對膠球泵進行了解體檢修，更換了密封件。就1、2號機膠球清洗系統部份，電動門執行機構出現操作不靈或開關位置不正確的問題，更換和修復了部份電動頭；對閥門開、關位置進行了調試，確保了閥門開關位置正確、開關靈活。1號機左側膠球泵進口電動碟閥本體內傳動桿與閥板間的固定銷斷裂，將1號機左側膠球泵進口電動碟閥更換。
     (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的膠球。這種球膨脹系數過大且變形量大，容易卡在銅管內，經過調研和試驗，選用了陜西咸陽膠球廠生產的SB114型拉毛膠球取代原供貨廠家的膠球，它具有耐磨性強、質地柔軟富于彈性，氣孔均勻貫通、長期使用變形量小等特點。
     (3)嚴格運行管理，規范運行操作。主要制定膠球清冼裝置投運辦法和管理措施，投運辦法中對運行操作中循環水母管壓力、進出口壓差調整值作了嚴格規定；對膠球回收網，閥門開啟、關閉順序，膠球泵啟、停作了明確規定。在管理措施中明確了各運行、檢修部門對膠球清冼工作的職責并規定了考核辦法。
3電廠凝汽器膠球清洗裝置標準海綿剝皮膠球使用改造后使用情況
     五個月的運行情況表明，通過對1、2號機組膠球清洗系統的整改，使膠球收球率明顯提高，平均達到95%。系統運行穩定，機組運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月膠球清洗系統收球情況統計見表1。
表1膠球清洗系統收球情況統計表
月份 1號機投球數/個1號機收球數/個收球率/%
 左側右側 左側右側 左側右側
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號機投球數/個 2號機收球數/個 收球率/%
 左側右側 左側右側 左側右側
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膠球清洗系統整改前后1、2號機
凝汽器真空對比表
機組 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準海綿剝皮膠球使用節能效果
     (1)凝汽器管束的臟污，使換熱系數變小，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壁污物，使凝汽器管束保持一定的清潔度，對防止結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，除了與循環水流量、速度以及進口溫度有關外，還與凝汽器銅管表面的清潔程度、真空系統的嚴密性有關。在機組真空嚴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)正常運行時，凝汽器排汽壓力與排汽溫度的關系，是飽和蒸汽的壓力和溫度關系。于是，實際凝汽器內的排汽壓力，可由與其相應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—汽輪機的排汽溫度，℃;Δt—循環水的溫升Δt=tw2-tw1，℃;tw1—循環水入水溫度，℃;tw2—循環水出凝汽器溫度，℃;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，是提高機組循環熱效率的主要方法之一。自膠球清洗系統正常投運以來，1、2號機組凝汽器端差平均降低了3℃。
     在循環水入口溫度、循環水溫升不變(也即循環水流量不變)的情況下，凝汽器端差降低3℃,則排汽溫度降低3℃,對應排汽壓力下降1kPa，即真空提高1kPa。取機組年運行5000h；機組煤耗按下式中Δb—節煤量，t；τ—年利用小時，h；N—汽輪機額定功率，kW；Y—機組臺數，臺；B—機組煤耗，g/kW·h；η—可提高的汽輪機效率。將數據代入上式，得b=5000×300000×2×350×0.6%=6300t1000000
電廠凝汽器膠球清洗裝置標準海綿剝皮膠球使用結果
     (1)通過設備檢修、改進操作方式以及選用合適的膠球等措施，1、2號機組膠球清洗裝置系統收球率有了突破性的提高，保證了凝結器銅管的清潔度，延長了凝結器清洗周期，減少了勞動力和生產成本的投入。
     (2)通過幾個月的實際運行，膠球系統運行正常，有效地提高了凝汽器的真空，也取得了良好的經濟效益，真正達到了投資少、見效快的目的。
     總之，只要不斷進行探索，及時總結經驗，加強設備檢查，提高檢修質量，注意結合本廠情況采取適合本廠的有效措施，保持較高收球率，就可有效地提高機組效率。