安裝汽輪機凝汽器膠球清洗裝置系統帶來的技術更新與經濟效益

    安裝汽輪機凝汽器膠球清洗裝置系統帶來的技術更新與經濟效益。汽輪機凝汽器是火力發電廠的重要設備,結合膠球清洗可編程控制器的程序編制和完善以及實際應用中的技術改進,詳細論述了汽輪機凝汽器膠球清洗裝置系統控制回路的完善和技術更新,并對革新所帶來的經濟效益進行估算。
     張家口發電廠總裝機容量8×300MW,汽輪機以抽汽凝汽式汽輪機,從1號機組-8號機組正式投產發電,其中,凝汽器膠球清洗裝置系統一直采用的機械和電氣系統,可編程控制器采用該廠引進的OMRON系列產品。設計由該廠人員完成。由于膠球清洗裝置系統運行時間較長、環境潮濕、缺乏維護等原因,膠球清洗裝置系統投運情況一直較差,收球率較低,并且當時的設計和實際情況有出入,程序需要進行完善。隨著全社會節能降耗貫徹執行的深入,進行汽輪機凝汽器膠球清洗裝置系統控制完善越來越迫切。
1膠球清洗裝置系統的作用
     汽輪機凝汽器膠球清洗裝置系統是提高汽輪機熱效率的一個重要環節。在朗肯循環中,凝汽器將過熱蒸汽在汽輪機做功后的乏汽凝結放熱,在這個過程中,溫度基本不變,而熵值增大。凝汽器膠球清洗裝置負責將凝汽器銅管中的污垢清洗干凈,使之不堵塞,提高循環水與凝結水的換熱效率。如果出現膠球清洗程控失靈或電機燒毀等現象則使膠球清洗無法進行,影響膠球投入率,導致銅管積垢,換熱效率降低,增大汽輪機排汽溫度與循環水溫度的端差,降低凝汽器真空,從而降低汽機熱效率,增加供電煤耗。按張電2014年150億kWh發電量,供電煤耗增加0.01g、kWh,相當于燃用同樣的煤少發電45.6萬kWh。張電汽輪機的熱效率是38%,提高膠球清洗的可用率,就是提高汽輪機的熱效率。由于1號機組投產至今已10多年,設備老化、設計缺陷等因素制約著膠球清洗裝置系統的正常投入率。圖1所示為7號機膠球清洗裝置系統圖,以此簡單示意膠球清洗裝置系統。
2改造前的現場調查
     分析膠球清洗裝置系統在這些年的運行和維護過圖17號機膠球清洗裝置系統圖程中出現的問題,對出現過的故障進行總結和統計分析。發現存在膠球泵不停、程控失靈、電機燒毀、限位失靈、閥門卡澀等現象。其中膠球泵不停、限位失靈是膠球系統產生故障的大部分原因。根據分析,膠球泵不自停和膠球程控失靈可從程序設計方面查找問題的根源所在;電機燒毀,限位開關失靈可以從人的因素、設備的因素、環境的因素查找問題的根源所在。
3控制完善策略與實施
3.1設備健康狀態的提高
     系統控制實施的基礎是設備健康狀態的提升。先,利用平時維護檢查時間,從設備衛生,環境治理提高設備健康水平。徹底改善膠球清洗裝置系統日常運行環境。打掃設備衛生,接線盒丟失螺絲補齊,加強密封避免因為潮濕或閥門接線盒進水引起閥門損毀卡澀。
3.2控制現場硬件的提高
     控制實施根本是現場硬件的良好的可操作性和可靠性,針對現場閥門限位開關調整不好引起的控制失靈等問題,利用機組檢修和停運的機會,進行現場限位開關調整和閥門調試,并且對超過額定電流的保險進行更換,對接點氧化的繼電器進行更換。通過以上工作,膠球清洗裝置系統在節省資金,節約開支的原則下,硬件水平得到提高。
3.3控制程序完善和改進
     2014年8月5號機組小修、2014年12月1號機組小修和2015年1月4號機組小修張電安排了膠球清洗裝置系統程序完善非標項目。在檢修中,利用機組剛剛停機,汽機人員還沒有拆閥門的機會,詳細檢查各個閥門的控制回路,帶電操作確定閥門控制及反饋回路的故障所在;認真檢查OMRON2C201H可編程控制器的輸入、輸出卡件,與現場回路進行對照,并調出C201H的源程序,充分研究后,進行程序更改,完善邏輯,調整PLC的內部時間設置。其中對反沖洗中膠球泵的自啟問題,做出如圖2更改。經過多次試驗,程序回路運轉正常。
圖24號機膠球程控泵啟動回路
4經濟效益分析
     經過在上述機組檢修中對汽輪機凝汽器膠球清洗裝置系統控制完善,膠球程控系統的可利用率提高,從檢修后機組帶來的經濟效益與系統控制完善前進行對比,在1、4號機組小修膠球清洗程序完善非標項目實施后,沒有發生因為程序原因導致的膠球泵電機燒毀。按照1臺380V膠球泵電機大約價值3000元,對比改善之前5臺膠球泵電機電機燒毀,則節約資金15000元。同時,還有節約各閥門的資金。
     另一方面,從間接經濟效益計算,膠球投入率由檢修前的93%上升到97%,提高了凝汽器的真空度,降低了汽輪機端差。根據熱工試驗組提供:汽輪機端差每下降1℃,機組熱效率提高0.1%,發電煤耗下降0.689g、kWh。影響端差的因素有負荷、環境溫度、循環水、銅管清潔程度。如果按照膠球投入率提高4%使得端差下降10%計算,按照2014年150億kWh的發電量,發電煤耗折合下降0.00928g、kWh。發電量折合增加455926kWh,按照0.32元、kWh的電價計算,全年節省人民幣145896元。
     通過汽輪機凝汽器膠球清洗裝置系統控制的完善,提高了設備的健康水平,產生了良好的經濟效益,符合建設集約型社會的理念。但是值得注意的是OMRON2C201H系列程序儲存在停電狀態下依靠電池供電,需要定期更換。