汽輪機(jī)凝汽器膠球清洗裝置存在的問(wèn)題及采取對(duì)策

      分析凝汽器膠球清洗裝置收球率低的原因及采取的對(duì)策，并對(duì)裝置的進(jìn)一步完善化提出建議。
      汽輪機(jī)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(jī)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(mén)新技術(shù)，在外，五十年代中期即開(kāi)始推廣，在國(guó)內(nèi)，七十年代中期即開(kāi)始普及。近年來(lái)投產(chǎn)的10萬(wàn)kW及以上機(jī)組多數(shù)配有凝汽器膠球清洗裝置。但是，這些裝置的運(yùn)行情況多數(shù)不盡人意。云南省裝有膠球清洗的汽輪機(jī)總數(shù)為20臺(tái)，除個(gè)別機(jī)組外，絕大多數(shù)運(yùn)行不正常或根本不能運(yùn)行。即使在節(jié)能工作開(kāi)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(bào)所等單位調(diào)查，華東地區(qū)的44臺(tái)125MW機(jī)組一半以上膠球清洗裝置運(yùn)行情況不盡人意。投運(yùn)正常的凝汽器膠球清洗裝置可降低機(jī)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(duì)于昆廠而言，矛盾顯得更加突出。該廠*1、2機(jī)(100MW)自投產(chǎn)以來(lái)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(shí)間都真空低于設(shè)計(jì)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(yán)重。大量淤泥和有機(jī)物進(jìn)入凝汽器，使凝汽器銅管污染非常嚴(yán)重，·2機(jī)1992年10月26日大修結(jié)束并網(wǎng)后才運(yùn)行了一個(gè)月就被迫降負(fù)荷運(yùn)行，50天后降到低允許出力70MW,只得停機(jī)由人工清洗凝汽器(高壓水力沖洗)每次耗300多個(gè)工日，停機(jī)3～4天，嚴(yán)重影響發(fā)電和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。為解決這一問(wèn)題，經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)、不斷摸索，膠球清洗工作取得突破性進(jìn)展。目前”1、2機(jī)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(guò)部頒標(biāo)準(zhǔn)(90%)。
      1、2機(jī)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(wàn)kW-h以上，節(jié)約檢修費(fèi)用四萬(wàn)多元。現(xiàn)將該廠凝汽器清洗工作中的主要經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)作以下介紹，供同行參考。
2設(shè)備和系統(tǒng)簡(jiǎn)介
      昆廠1、2機(jī)為N100-90/535型，額定功率100MW,配置68151型對(duì)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(mén)、管路、見(jiàn)圖1。
設(shè)備型號(hào)如下：
      1)收球網(wǎng)為活動(dòng)?xùn)鸥裥褪涨蚓W(wǎng)。型號(hào)：S-1400~1
      2)膠球泵，型號(hào)：12599-9收球網(wǎng)，見(jiàn)圖2,是膠球清洗裝置中關(guān)鍵的部件，由上收球網(wǎng)、導(dǎo)流翼、關(guān)斷閥、下方箱、下收球網(wǎng)、調(diào)節(jié)閥等部件組成。
3提高收球率必須掌握的幾個(gè)關(guān)鍵
1)循環(huán)水的凈化和防垢問(wèn)題
      循環(huán)水的凈化是實(shí)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(dòng)植物，垃圾、碎石及各種有機(jī)物，則不但阻寒凝汽器管孔、防礙膠球通過(guò)，還會(huì)聚集在上下收球網(wǎng)上，增加網(wǎng)前后壓差，當(dāng)壓差大到一定程度時(shí)，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(yīng)將凝汽器進(jìn)行徹底的清洗，將上下收球網(wǎng)進(jìn)行徹底清潔外，還必須加強(qiáng)對(duì)清環(huán)水凈化設(shè)備的日常維護(hù)工作。昆廠的凈化設(shè)備，主要是安裝在循環(huán)水泵進(jìn)口的清污機(jī)。事實(shí)證明，清污機(jī)維護(hù)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(jié)垢問(wèn)題與膠球系統(tǒng)的運(yùn)行同樣互相影響，這在昆明電廠2機(jī)上表現(xiàn)得尤為突出。2機(jī)在閉式運(yùn)行期間，由于水質(zhì)不良，硬度和pH值超標(biāo)較多，再加上水量不足，循環(huán)水出水溫度有時(shí)高達(dá)40多℃,使凝汽器銅管特別是乙側(cè)銅管結(jié)垢超過(guò)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(jī)組大修后，甲側(cè)的硬垢清除較徹底，但乙側(cè)盡管用35MPa的高壓水反復(fù)清洗，都無(wú)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(duì)上下收球網(wǎng)進(jìn)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(jī)乙側(cè)收球率始終不如甲側(cè)，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(shí)增大乙側(cè)水量，以增加進(jìn)出水壓差。因此，對(duì)于已結(jié)有硬垢的凝汽器，好是先進(jìn)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(guò)來(lái)又防了凝汽器銅管的結(jié)垢。
2)必須保證收球網(wǎng)各部件的靈活性和嚴(yán)密性
      上下收球網(wǎng)及關(guān)斷閥、調(diào)節(jié)閥，設(shè)計(jì)都是可動(dòng)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(dòng)部件常常變成不可動(dòng)的，有的甚至將收球網(wǎng)焊死，這就無(wú)法保證收球率。上收球網(wǎng)設(shè)計(jì)有收球、運(yùn)行、反洗三個(gè)位置。在收球位置時(shí)，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(yīng)大于6mm,否則容易跑球或卡球。在運(yùn)行位置時(shí)，網(wǎng)與水管軸線平行，使流動(dòng)阻力為小；在反洗位置時(shí)，依靠循環(huán)水流對(duì)集聚在網(wǎng)上的雜物進(jìn)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(jī)上加裝了電動(dòng)執(zhí)行器)往往需要2～3人借助1～1.5m加力杠才操作得動(dòng)，所以一般都不愿意操作。一旦較長(zhǎng)時(shí)間不操作，網(wǎng)上的雜物就越積越多，網(wǎng)的壓差進(jìn)一步增大，就更加操作不動(dòng)了。要解決這一問(wèn)題，一是必須實(shí)現(xiàn)電動(dòng)操作，以減少勞動(dòng)強(qiáng)度，二是要加強(qiáng)管理，使網(wǎng)經(jīng)常進(jìn)行反洗(每周至少一次),這樣雜物就不會(huì)堆積在網(wǎng)上，轉(zhuǎn)動(dòng)部份也不會(huì)因長(zhǎng)期不動(dòng)而銹蝕、卡住。
      關(guān)斷閥是提高收球率的重要部件，當(dāng)其關(guān)閉時(shí)，水流的一部份由下收球網(wǎng)下部進(jìn)入下方箱，將聚集在下收球網(wǎng)上部的球沖起，進(jìn)入膠球泵，從而防止了在下收球網(wǎng)繼續(xù)集球，同時(shí)也對(duì)下收球網(wǎng)起了反洗作用。
      調(diào)節(jié)閥是提高收球率的主要部件，其作用敘述于下，調(diào)節(jié)閥如不靈活，自然也就無(wú)法對(duì)收球率進(jìn)行調(diào)節(jié)了。
      下收球網(wǎng)由四片柵格網(wǎng)板組成，可動(dòng)部份較多，再加上其嚴(yán)密性難以在運(yùn)行中檢查，只要有一個(gè)網(wǎng)板關(guān)閉不嚴(yán)，都會(huì)大量跑球。由于結(jié)構(gòu)上的原因，其操作困難，反洗難以進(jìn)行。但昆廠的實(shí)踐證明，只要關(guān)斷閥能正常發(fā)揮作用，沒(méi)有必要經(jīng)常操作下收球網(wǎng)進(jìn)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(yùn)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(guān)斷閥和調(diào)節(jié)閥是提高收球率的關(guān)鍵調(diào)節(jié)閥是提高收球率的另一重要部件，因?yàn)槟z球系統(tǒng)在運(yùn)行中，大量水流經(jīng)關(guān)斷閥進(jìn)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(diào)節(jié)閥排掉，三部份進(jìn)入膠球泵進(jìn)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(gè)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(jìn)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(jìn)行試驗(yàn)期間就多次發(fā)現(xiàn)有一百個(gè)甚至幾百個(gè)膠球在下收球網(wǎng)上堆積的情況。
      該廠分別在關(guān)斷閥為30°、45°、60°情況下進(jìn)行試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，當(dāng)關(guān)斷閥為60°時(shí)，一次收球率可達(dá)98%以上。
      由此可見(jiàn)，可以通過(guò)試驗(yàn)求得關(guān)斷閥和調(diào)節(jié)閥的佳運(yùn)行角，從而獲得較高的一次收球率。下表為調(diào)節(jié)閥不同角度時(shí)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(duì)其運(yùn)行、檢修、管理等各方面明確的責(zé)任。并輔以一定的考核辦法，才能鞏固膠球清洗工作。同時(shí)也應(yīng)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(duì)裝置進(jìn)一步改進(jìn)的建議
1)改進(jìn)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(guān)斷閥和調(diào)節(jié)閥是否靈活、嚴(yán)密，是其能否正常運(yùn)行的必備條件。目前這些部件制造加工比較粗糙，難以實(shí)現(xiàn)上述要求，應(yīng)予改進(jìn)。特別是上收球網(wǎng)因十分笨重，乎動(dòng)操作困難，是部份膠球清洗裝置運(yùn)行不正常的重要原因。近年來(lái)制造的設(shè)備雖有所改進(jìn)，如加裝了電動(dòng)執(zhí)行器，但S-1400型收球網(wǎng)由一個(gè)執(zhí)行器帶動(dòng)兩片收球網(wǎng)的方案似不可取，因很難實(shí)現(xiàn)兩個(gè)收球網(wǎng)在機(jī)械位置上的完全同步，因此有必要改成分別由兩臺(tái)執(zhí)行器進(jìn)行控制。至于下收球網(wǎng)，原設(shè)計(jì)為一臺(tái)執(zhí)行器帶動(dòng)四片柵網(wǎng)，因柵網(wǎng)的軸容易銹蝕、卡澀，更難以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)操作。目前，如操作正確，可以對(duì)下收球網(wǎng)經(jīng)常進(jìn)行反洗而不需操作柵網(wǎng)，故建議取消其電動(dòng)裝置。
2)裝設(shè)監(jiān)測(cè)儀表
      應(yīng)增裝上下收球網(wǎng)的壓差測(cè)量?jī)x表，以便監(jiān)視網(wǎng)的運(yùn)行情況，及時(shí)進(jìn)行反洗。網(wǎng)的清潔狀況直接影響收球率，而運(yùn)行中又不易經(jīng)常停下凝汽器進(jìn)行收球網(wǎng)的清潔和檢查，唯一的辦法就是對(duì)上下收球網(wǎng)前后壓差進(jìn)行監(jiān)視。有些國(guó)外進(jìn)口設(shè)備，如江油電廠的法國(guó)機(jī)組，不僅裝有網(wǎng)的壓差測(cè)量裝置，而且當(dāng)壓差達(dá)到一定值時(shí)自動(dòng)進(jìn)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(guò)300Pa時(shí)即應(yīng)進(jìn)行反洗。
3)改進(jìn)檢修用人孔門(mén)
      S-1400型收球網(wǎng)結(jié)構(gòu)不便進(jìn)行檢查和檢修，特別是其人孔門(mén)開(kāi)于上收球網(wǎng)的一側(cè)，打開(kāi)人孔門(mén)后，無(wú)法對(duì)另一側(cè)收球網(wǎng)及關(guān)斷閥等部件進(jìn)行檢查和檢修。檢查時(shí)，必須將本側(cè)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(jìn)去，此時(shí)萬(wàn)一因循環(huán)水閥門(mén)關(guān)不嚴(yán)發(fā)生漏水等問(wèn)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(gè)恰當(dāng)位置。