汽輪機凝汽器膠球清洗裝置存在的問題及采取對策

      分析凝汽器膠球清洗裝置收球率低的原因及采取的對策，并對裝置的進一步完善化提出建議。
      汽輪機凝汽器銅管保持清潔，提高凝汽器的傳熱系數(shù)，降低凝汽器端差，是電廠節(jié)能重要途徑之一。彎于100MW機組而言，真空每提高1%,供電煤耗可降低4.47g/kW.h;真空每提高0.001MPa,出力可增加1000kW。
      凝汽器膠球清洗裝置并非一門新技術，在外，五十年代中期即開始推廣，在國內(nèi)，七十年代中期即開始普及。近年來投產(chǎn)的10萬kW及以上機組多數(shù)配有凝汽器膠球清洗裝置。但是，這些裝置的運行情況多數(shù)不盡人意。云南省裝有膠球清洗的汽輪機總數(shù)為20臺，除個別機組外，絕大多數(shù)運行不正常或根本不能運行。即使在節(jié)能工作開展較好的華東地區(qū)，這一情況也大體如此。例如，據(jù)華東電力科技情報所等單位調查，華東地區(qū)的44臺125MW機組一半以上膠球清洗裝置運行情況不盡人意。投運正常的凝汽器膠球清洗裝置可降低機組煤耗1%～3%,大景的凝汽器膠球清洗裝置不能發(fā)揮作用，在省煤節(jié)電上是很大的損失。
      對于昆廠而言，矛盾顯得更加突出。該廠*1、2機(100MW)自投產(chǎn)以來由于種種原因(包括循環(huán)水量不足、凝汽器臟污等)夏天多數(shù)時間都真空低于設計值(0.076MPa),特別是1992年，云南遇到少有的干旱，作為電廠主要水源的滇池水污染嚴重。大量淤泥和有機物進入凝汽器，使凝汽器銅管污染非常嚴重，·2機1992年10月26日大修結束并網(wǎng)后才運行了一個月就被迫降負荷運行，50天后降到低允許出力70MW,只得停機由人工清洗凝汽器(高壓水力沖洗)每次耗300多個工日，停機3～4天，嚴重影響發(fā)電和經(jīng)濟指標。為解決這一問題，經(jīng)過反復試驗、不斷摸索，膠球清洗工作取得突破性進展。目前”1、2機共四套膠球清洗裝置有三套收球率穩(wěn)定在98%以上，一套在95%左右。均又超過部頒標準(90%)。
      1、2機凝汽器端差維持在6℃左右的較好水平，與膠球裝置未能正常投入的1992年同期相比，1993年1～3月凝汽器真空提高2.25%,供電煤耗降低9.97g/kW·h,由于減少了凝汽器人工清洗，全年可多發(fā)電2600萬kW-h以上，節(jié)約檢修費用四萬多元。現(xiàn)將該廠凝汽器清洗工作中的主要經(jīng)驗和體會作以下介紹，供同行參考。
2設備和系統(tǒng)簡介
      昆廠1、2機為N100-90/535型，額定功率100MW,配置68151型對分雙流程，表面式凝汽器。膠球清洗裝置由以下主要部件組成：膠球泵、裝球室、收球網(wǎng)及用閥門、管路、見圖1。
設備型號如下：
      1)收球網(wǎng)為活動柵格型收球網(wǎng)。型號：S-1400~1
      2)膠球泵，型號：12599-9收球網(wǎng)，見圖2,是膠球清洗裝置中關鍵的部件，由上收球網(wǎng)、導流翼、關斷閥、下方箱、下收球網(wǎng)、調節(jié)閥等部件組成。
3提高收球率必須掌握的幾個關鍵
1)循環(huán)水的凈化和防垢問題
      循環(huán)水的凈化是實現(xiàn)膠球清洗的前題。如循環(huán)水中帶有較多的雜物，如水生動植物，垃圾、碎石及各種有機物，則不但阻寒凝汽器管孔、防礙膠球通過，還會聚集在上下收球網(wǎng)上，增加網(wǎng)前后壓差，當壓差大到一定程度時，膠球則極易在收球網(wǎng)上堆積，如此形成惡性循環(huán)，使收球率不斷下降。因此，要提高收球率，除了一次投球之前應將凝汽器進行徹底的清洗，將上下收球網(wǎng)進行徹底清潔外，還必須加強對清環(huán)水凈化設備的日常維護工作。昆廠的凈化設備，主要是安裝在循環(huán)水泵進口的清污機。事實證明，清污機維護的好壞，直接影響著膠球裝置的收球率。
      循環(huán)水系統(tǒng)的結垢問題與膠球系統(tǒng)的運行同樣互相影響，這在昆明電廠2機上表現(xiàn)得尤為突出。2機在閉式運行期間，由于水質不良，硬度和pH值超標較多，再加上水量不足，循環(huán)水出水溫度有時高達40多℃,使凝汽器銅管特別是乙側銅管結垢超過了1mm,垢還遍及上：下收球網(wǎng)，使收球網(wǎng)流通而積減少…半以上。機組大修后，甲側的硬垢清除較徹底，但乙側盡管用35MPa的高壓水反復清洗，都無法清凈，試投膠球后收球率不高，球大量堆積在上：下收球網(wǎng)上及銅管內(nèi)部。為此對上下收球網(wǎng)進行了徹底的除垢工作，除垢后收球率明顯回升，但由于銅管內(nèi)部的垢未能清除，使”2機乙側收球率始終不如甲側，只要循環(huán)水壓力稍微降低，收球率就大幅度下降。為提高收球率，只有在投膠球時增大乙側水量，以增加進出水壓差。因此，對于已結有硬垢的凝汽器，好是先進行徹底的除垢后立即投入膠球清洗。膠球清洗如能正常投入，反過來又防了凝汽器銅管的結垢。
2)必須保證收球網(wǎng)各部件的靈活性和嚴密性
      上下收球網(wǎng)及關斷閥、調節(jié)閥，設計都是可動的，但是由于制造精度不高等原因及不重視管理和檢修，使這些可動部件常常變成不可動的，有的甚至將收球網(wǎng)焊死，這就無法保證收球率。上收球網(wǎng)設計有收球、運行、反洗三個位置。在收球位置時，網(wǎng)的上下沿分別與循環(huán)水管壁和下方籍上沿貼合，其間隙不應大于6mm,否則容易跑球或卡球。在運行位置時，網(wǎng)與水管軸線平行，使流動阻力為小；在反洗位置時，依靠循環(huán)水流對集聚在網(wǎng)上的雜物進行反洗，使其能保持清潔。由于網(wǎng)的制造比較粗糙，而網(wǎng)的位置變化又需人工操作(2機上加裝了電動執(zhí)行器)往往需要2～3人借助1～1.5m加力杠才操作得動，所以一般都不愿意操作。一旦較長時間不操作，網(wǎng)上的雜物就越積越多，網(wǎng)的壓差進一步增大，就更加操作不動了。要解決這一問題，一是必須實現(xiàn)電動操作，以減少勞動強度，二是要加強管理，使網(wǎng)經(jīng)常進行反洗(每周至少一次),這樣雜物就不會堆積在網(wǎng)上，轉動部份也不會因長期不動而銹蝕、卡住。
      關斷閥是提高收球率的重要部件，當其關閉時，水流的一部份由下收球網(wǎng)下部進入下方箱，將聚集在下收球網(wǎng)上部的球沖起，進入膠球泵，從而防止了在下收球網(wǎng)繼續(xù)集球，同時也對下收球網(wǎng)起了反洗作用。
      調節(jié)閥是提高收球率的主要部件，其作用敘述于下，調節(jié)閥如不靈活，自然也就無法對收球率進行調節(jié)了。
      下收球網(wǎng)由四片柵格網(wǎng)板組成，可動部份較多，再加上其嚴密性難以在運行中檢查，只要有一個網(wǎng)板關閉不嚴，都會大量跑球。由于結構上的原因，其操作困難，反洗難以進行。但昆廠的實踐證明，只要關斷閥能正常發(fā)揮作用，沒有必要經(jīng)常操作下收球網(wǎng)進行反洗。
      下方箱上的泄水孔，系由圓鋼組成的間隙為8mm的網(wǎng)板。如在運行巾被雜物或膠球堵塞，則流經(jīng)泄水孔的水量減少，而流經(jīng)下收球網(wǎng)的水量增加，使下收球網(wǎng)壓差增大，收球率下降，如發(fā)生銹蝕使間隙增大，則可能跑球。
      3)正確使用關斷閥和調節(jié)閥是提高收球率的關鍵調節(jié)閥是提高收球率的另一重要部件，因為膠球系統(tǒng)在運行中，大量水流經(jīng)關斷閥進入下方箱，這部份水流一部份經(jīng)泄水孔排掉，二部份經(jīng)下收球網(wǎng)并經(jīng)調節(jié)閥排掉，三部份進入膠球泵進口。由于膠球泵出力只有71.4t/h,經(jīng)泄水孔和下收球網(wǎng)排掉的水量也受到限制。水流在下收球網(wǎng)上部產(chǎn)生一靜壓頭，使個別膠球有可能被壓在網(wǎng)上，一旦在下收球網(wǎng)上有膠球堆積，則下收球網(wǎng)壓差增大，進一步增加了積球的數(shù)量，如此形成惡性循環(huán)，終將收球網(wǎng)完全堵死。昆廠在進行試驗期間就多次發(fā)現(xiàn)有一百個甚至幾百個膠球在下收球網(wǎng)上堆積的情況。
      該廠分別在關斷閥為30°、45°、60°情況下進行試驗后發(fā)現(xiàn)，當關斷閥為60°時，一次收球率可達98%以上。
      由此可見，可以通過試驗求得關斷閥和調節(jié)閥的佳運行角，從而獲得較高的一次收球率。下表為調節(jié)閥不同角度時的一次收球室。
4)建立健全必要的管理制度和規(guī)程
      必須建立膠球清洗管理制度，制度中包括對其運行、檢修、管理等各方面明確的責任。并輔以一定的考核辦法，才能鞏固膠球清洗工作。同時也應建立操作規(guī)程，使其操作合理化、規(guī)范化，使其有章可循。
4對裝置進一步改進的建議
1)改進膠球清洗裝置的操作部分
      凝汽器膠球清洗裝置各部件，特別是上下收球網(wǎng)、關斷閥和調節(jié)閥是否靈活、嚴密，是其能否正常運行的必備條件。目前這些部件制造加工比較粗糙，難以實現(xiàn)上述要求，應予改進。特別是上收球網(wǎng)因十分笨重，乎動操作困難，是部份膠球清洗裝置運行不正常的重要原因。近年來制造的設備雖有所改進，如加裝了電動執(zhí)行器，但S-1400型收球網(wǎng)由一個執(zhí)行器帶動兩片收球網(wǎng)的方案似不可取，因很難實現(xiàn)兩個收球網(wǎng)在機械位置上的完全同步，因此有必要改成分別由兩臺執(zhí)行器進行控制。至于下收球網(wǎng)，原設計為一臺執(zhí)行器帶動四片柵網(wǎng)，因柵網(wǎng)的軸容易銹蝕、卡澀，更難以實現(xiàn)電動操作。目前，如操作正確，可以對下收球網(wǎng)經(jīng)常進行反洗而不需操作柵網(wǎng)，故建議取消其電動裝置。
2)裝設監(jiān)測儀表
      應增裝上下收球網(wǎng)的壓差測量儀表，以便監(jiān)視網(wǎng)的運行情況，及時進行反洗。網(wǎng)的清潔狀況直接影響收球率，而運行中又不易經(jīng)常停下凝汽器進行收球網(wǎng)的清潔和檢查，唯一的辦法就是對上下收球網(wǎng)前后壓差進行監(jiān)視。有些國外進口設備，如江油電廠的法國機組，不僅裝有網(wǎng)的壓差測量裝置，而且當壓差達到一定值時自動進行反洗，這種方案值得借鑒。據(jù)資料介紹，上收球網(wǎng)正常壓差為150Pa,超過300Pa時即應進行反洗。
3)改進檢修用人孔門
      S-1400型收球網(wǎng)結構不便進行檢查和檢修，特別是其人孔門開于上收球網(wǎng)的一側，打開人孔門后，無法對另一側收球網(wǎng)及關斷閥等部件進行檢查和檢修。檢查時，必須將本側收球網(wǎng)置于反洗位置，從網(wǎng)與下方箱之間的狹窄空間鉆進去，此時萬一因循環(huán)水閥門關不嚴發(fā)生漏水等問題，檢修人員其人身安全失去保障，故完全有必要重新改至兩片收球網(wǎng)之間的一個恰當位置。