膠球清洗裝置改造及優化機組運行經濟性下降說明

      膠球清洗裝置改造及優化機組運行經濟性下降說明，電廠一期工程400MW機組自投產以來,膠球清洗裝置因為種種原因一直運行較少,導致機組真空和凝汽器端差都偏離設計值較多,機組運行經濟性下降。經各相關部門的密切合作和有關人員的共同努力,找到了影響該系統正常運行的各方面原因,通過相應的系統改造和運行優化,保證了膠球清洗裝置系統的正常投運,并取得了預期的經濟效果。
1膠球清洗裝置正常投運的節能效益
      據相關資料統計,300MW機組凝汽器真空度每提高一個百分點,機組供電煤耗將下降約3g/(kW·h),而凝汽器端差每增加1℃,機組供電煤耗將上升約0.9g/(kW·h)。
      采用膠球清洗裝置系統,可以實現對機組凝汽器在線清洗,及時除出聚集在凝汽器銅管表面的雜物,保持銅管表面的清潔,降低凝汽器端差,提高機組運行真空,從而提高機組運行經濟性。尤其是對循環水采用開式循環的機組,膠球清洗裝置更為重要。每當春季來臨,水中各種浮游生物大量繁殖,凝汽器銅管表面獨特的生存環境極適于這些浮游生物的生長,大量的浮游生物在此生息,導致銅管傳熱惡化;另外,在豐水季節,由于水中含泥沙較多,當這些攜帶大量泥沙的水流經凝汽器銅管時,水中的泥沙極易從水中析出并粘附在銅管表面,影響銅管傳熱。兩者終均可導致機組端差增加、真空下降、運行經濟性下降。而膠球清洗裝置系統運行可以定期對凝汽器銅管表面進行清洗,及時清除銅管表面吸附的雜物,防止銅管表面結垢,從而提高機組運行的經濟性。
2電廠膠球清洗裝置系統概況
      電廠一期工程4×300MW機組均安裝了由國內某電力設備廠設計制造的膠球清洗裝置系統,該系統由膠球泵、裝球室、收球網及相應閥門組成,系統結構如圖1所示。膠球清洗裝置系統設備的技術參數如表1所示。
表1膠球清洗裝置系統的技術參數
機械部分 電動機部分
型號:125-SS-12 型號:Y160M—2
流量:60m3/h 額定功率:15kW
揚程:12m 額定電壓:380V
允許吸上真空高度:7m 額定電流:29A 轉速:2930r/min
      該膠球清洗裝置系統將裝入膠球室內比重與水接近的海綿膠球送入凝汽器循環水入口,直徑比凝汽器銅管略粗的膠球在循環水的帶動力下,擠壓變形后進入凝汽器銅管擦洗銅管表面,當膠球流出銅管時在自身彈力的作用下,突然恢復原狀,如圖2所示。
      膠球隨循環水流入循環水回水管,繼而至收球網并匯集在收球網底部,然后在膠球泵作用下被送進裝球室重復上述運動,達到清潔凝汽器銅管的目的。
3改造前的運行狀況
      我公司機組自投產以來多次嘗試投運該系統,但由于收球率太低,有時甚至收球為零,加上該系統電動門故障率高且在市場上購買不到相應的備品,導致系統無法運行。
      由于膠球清洗裝置系統長期無法運行,使得凝汽器銅管結垢嚴重,機組運行真空低、端差大。2002年4月,公司4號機組因為銅管結垢嚴重,機組滿負荷時,在兩臺循環水泵及兩臺真空泵運行的情況下,真空仍然只有-88kPa,凝汽器端差達到了18℃,凝汽器循環水入口壓力達到70kPa(正常情況下約30kPa),循環水泵出口壓力達到150kPa(正常情況下約100kPa),循環水泵振動大,機組被迫停運。停機后檢查發現凝汽器銅管內壁沉積了一層厚厚的污垢,使得凝汽器銅管通流直徑由25mm下降到了10多個mm,凝汽器通流能力嚴重下降。經過沖洗銅管后,機組在運行單臺循環水泵和單臺真空泵的情況下,真空達到-93kPa,循環水入口壓力下降到25kPa,循環水泵出口壓力降至95kPa,循環水泵振動大得到消除。
4改造前膠球清洗裝置系統運行存在的問題
      為了讓膠球清洗裝置系統正常運行,經過運行、檢修和生技等部門的共同努力,仔細查找,發現該系統存在以下問題。
      (1)收球網關閉不到位,導致大量的膠球漏出系統造成系統收球率低。
      (2)膠球清洗裝置系統所用閥門故障率高,且在市場難以購買相應備品,導致系統可靠性低。
      (3)膠球清洗裝置系統位置設計不科學,不便于運行人員操作。(4)系統設計不合理,不利于膠球回收。
5膠球清洗裝置系統改造及運行優化方案
      在全面了解系統存在的問題后,相關技術人員經過認真研究,提出了一套完整的改造方案。2006年下半年,公司先后安排對4臺機組膠球清洗裝置系統進行了相應改造。將膠球清洗裝置系統由原來安裝在凝汽器底部(凝汽器底部空間高度不到1.4m)移到汽機房0m凝汽器一側,便于運行人員操作,增加了員工投運膠球清洗裝置系統的工作熱情;將原來膠球泵進出口電動門更換成普通手動閥門,提高系統可靠性;在膠球泵出口至裝球室間的管道加裝一個多孔閥門(Φ5mm),防止膠球泵停運后裝球室內的膠球回流至凝汽器;對所有收球網進行全面調整并設置限位裝置,確保收球網可靠關閉,提高系統運行收球率。改造后的系統如圖3所示。
      為了保證改造后的膠球清洗裝置系統正常運行,發電部及時制定了科學的操作規定,進一步規范運行人員的操作。規定要求每天白班投運膠球清洗裝置系統,投運前確保凝汽器循環水入口壓力高于25kPa,凝汽器水室充滿水,新膠球運行前需要浸泡20h;每次投運膠球清洗裝置系統時,必須清洗2h以上,收球0.5h以上方達到要求,每次運行后統計收球率,便于及時發現和處理系統異常。
      通過上述一些有力措施,改造后的膠球清洗裝置系統運行可靠性達到了生產要求,即每天白班均可投運,且系統收球率均在90%以上。
6膠球清洗裝置系統投運前后機組運行經濟性比較
      經過改造后運行的這段時間來看,系統運行穩定,運行效果良好。系統改造前后運行的有關數據如表2所示。(以2號機組為例,其它機組情況基本相同)
表2膠球清洗裝置系統改造前后的有關數據
參數 改造前(2006年) 改造后(2007年) 1月 2月3月4月 5月1月2月3月4月 5月
收球率10%2%25%16%8%95%89%87%94%92%
真空-93.66-93.18-93.12-93.28-92.8-94.7-95.1-94.9-93.9-93.4
端差14.2613.1212.8311.510.911.410.59.67.67.2
      經過比較,發現在膠球清洗裝置系統正常投運后,機組運行真空較過去有明顯提高,凝汽器端差大幅下降,同時膠球回收率達到了設計要求。如果按照真空每提高1kPa機組煤耗降低3g/(kW·h)、凝汽器端差每降低1℃機組煤耗降低0.9g/(kW·h),機組每年發電15億kW·h計算,膠球系統正常投運后,一年可節約標煤約8000t;另外,由于膠球回收率高,耗費膠球減少,每年可直接節約成本約6萬元,這將為公司贏來豐厚的經濟效益,同時也為公司節能減排奠定堅實的基礎。
      通過對膠球清洗裝置系統進行適當改造和對運行方式的優化,可以充分發揮膠球清洗裝置系統的作用,有效降低凝汽器端差,提高機組運行真空度,節約生產成本;同時還可以改善運行人員的工作環境,增加員工的工作熱情。這種工作思路值得我們在今后的工作中借鑒和推廣。