凝汽器海綿膠球清洗裝置改造主要原因分析

    凝汽器海綿膠球清洗裝置改造主要原因分析,對電廠存在已久的膠球清洗裝置收球率低的問題進行了深入探討,結合電廠對膠球清洗系統的改造、試驗過程,分析并提出了影響膠球清洗裝置清洗效果及收球率的諸多原因及其解決方法。
    凝汽器膠球清洗裝置是保證汽輪機凝汽器長期穩定高效工作和汽輪機安全經濟運行的重要設備。通過投運膠球清洗裝置可以有效地保持凝汽器水側的佳清潔度,降低溫度端差,提高傳熱效果,減少循環水量,提高機組真空水平,從而使機組熱耗下降,節省燃料,增加發電量。
    目前,我國300MW汽輪發電機組普遍存在凝結器膠球清洗裝置收球率低或根本不能運行的情況。電廠2×300MW機組凝汽器膠球清洗裝置系統自安裝投產以來亦存在收球率低的問題。通過分析,結合對膠球清洗系統改造的試驗過程和對不同廠家生產的膠球進行試運的試驗數據進行分析,找到了影響膠球清洗裝置收球率低的諸多原因及其解決方法。在1號機組2次大修中,對凝汽器左側膠球清洗裝置設備管道閥門系統進行了改造,取得了理想的效果。
凝汽器海綿膠球清洗裝置系統改造
    在1號機進行1次檢查性大修中,針對上述缺陷,對1號機膠球清洗裝置及凝結器右側水室進行了改造,主要采取了以下措施:
    a.凝結器水室堵死角；
    b.將膠球泵、裝球室等從凝結器底部移至凝結器外；
    c.取消了膠球泵全自動控制裝置；
    d.膠球泵進口管由<108mm改為<133mm,出口管由<89mm改為<108mm；
    e.收球網膠球出口斗加大；
    f.管道系統減少了彎頭、轉角,減少了水流管道損失。
    采取上述改造措施后,對1號機膠球清洗系統進行清洗收球試驗:循環水進水壓力:0.06MPa,投膠球清洗1h后收球0.5h,左側收球量為0,右側收球量為181只(收球率為22.5%)。從試驗結果可以看出,通過對膠球清洗系統管道系統進行改造,縮短管路,減少管路阻力以后,膠球清洗裝置收球率有了一定程度提高,但不理想。
    經現場反復試驗和統計,從裝球室投入的膠球,有近2、3存留在凝結器的后水室里,有近1、6積集在凝結器前出水室和收球網出球斗處,球不能回到裝球室內,從裝球室收到的球約1、6。
分析認為導致凝汽器膠球清洗裝置收球率低的主要原因為:
    凝結器水室存在渦流,水室結構不利于膠球運行。凝汽器的外型尺寸大,設計時,為了使凝結器進、出循環水管布置緊湊,水室設計為左右水平布置。凝結器的這種布置方式,容易在水室多處水空間形成渦流。這些渦流的存在,使得部分膠球滯留在這些渦流區,不參與循環,只能隨機地被循環水帶出渦流區,導致膠球循環不暢。另外,循環水在凝結器后水室水平轉彎回到出水室,這種循環水流動方式也不利于膠球的運行(膠球在后水室時所受的浮力與循環水的流動方向成90°夾角)。大量膠球淤積在凝汽器的后水室頂部而不能隨循環水流入出水室,導致收球率低。
    凝結器膠球清洗的收球率與裝置設備、管道、閥門系統的性能和布置有關:
    ①收球網在投球運行過程中應始終處于關閉狀態,經檢查收球網2塊格柵板均可嚴密關閉,2柵板上端密閉間隙亦符合要求(≤7mm),但收球網柵板與豎直方向夾角過大,膠球運行的阻力也就大,導致膠球不能順利通過收球網的2個出球口,在出球口處造成積球,使收球率降低。
    ②裝球室容積太小,增大了管道閥門系統的介質流動阻力;其次是下部的切換閥不能限位,關閉不嚴,造成了漏球。
    ③輸球管道有90°大彎,管道長,增加了收球時間,增強了水流的紊流狀態,使流動阻力加劇。
    ④裝球室入口的球閥取消的改造不妥,停泵收球時裝球室內的球易倒吸入輸球管。
    進行凝結器膠球清洗裝置時,凝結器循環水進出水壓差對其收球率有直接的影響,壓差加大,收球率提高。
左側膠球清洗裝置改造
    為解決凝汽器后水室集球和收球網收球率低的問題,先后對國內膠球清洗裝置的生產和使用情況進行了多方調研和技術研究,在1號機組2次大修時對1號機左側膠球清洗裝置管道閥門系統進行了下列改造:
    更換收球網,在保留SF型(活動柵格分流型)基礎上,利用收球網筒循環水管的高度,加長收球網高度,加長格柵板長度,以減少格柵板與豎直方向的夾角,并加裝了導流板,減少運行阻力。新收球網具有清洗時水阻小、運行時反沖洗角度合理、不積污、不逃球、不積球、收球率高的特點。
    更換裝球室為直通型(ZQS-型),加大了裝球容積,減少裝球室在膠球清洗管路中的水阻,杜絕了裝球室的漏球,提高收球率,同時解決了過去裝球、取球的困難。
    在凝結器后水室加裝導流板,使循環水在后水室內產生紊流,不易產生渦流或減少渦流;在凝結器后水室頂部加裝排空氣管,使循環水能充滿整個水室,使膠球與循環水一起順利回到前出水室,經過收球網回到裝球室。
    縮短膠球泵與收球網間管道長度,減少管道系統流動阻力,對膠球清洗系統的位置進行重新布置:收球網旋轉一個角度安裝、膠球泵移位靠近收球網,在膠球泵出口至裝球室進口間管路上加裝球閥、裝球室至循環水進管道之間的管道拉直等。
    1號機組左側膠球清洗裝置管道閥門系統及凝結器水室改造后,在機組運行中進行了各不同工況的清洗收球試驗:使用膠球,啟動2臺循泵單供1臺機,清洗、收球各0.5h,收球率為74%,清洗0.5h、收球1h,則收球率為96.2%;使用另一公司生產的膠球,啟動1臺循泵單供1臺機運行,清洗、收球各0.5h,收球率為60.87%,啟動2臺循泵,清洗、收球各0.5h,收球率為92.5%。通過2次改造后,收球率有了突破性的提高,取得了理想的效果,達到了預期目的。
    要提高膠球清洗裝置清洗效果及收球率可采取以下主要技術措施:膠球的質量要有保證,應確保濕態下比重略大于或等于水的比重;應定期對收球網進行全面檢查,確保格柵板與豎直方向夾角不至過大及格柵板關閉的嚴密性;膠球泵要盡量靠近收球網,以增加對膠球的吸力;膠球清洗裝置管路應盡量短,減少彎頭,降低管道阻力;對凝結器水室應進行全面檢查,消除渦流區和死區;清洗及收球時應保證循環水流量。