凝汽器膠球清洗裝置的效率評(píng)價(jià)及可靠性分析

凝汽器膠球清洗裝置循環(huán)系統(tǒng)
      新設(shè)計(jì)的凝汽器不存在“死區(qū)”。膠球在循環(huán)回路中若能快速通過(guò)收球網(wǎng)，效率就會(huì)提高。因此，膠球通過(guò)收球網(wǎng)部分的大柵板和回收系統(tǒng)時(shí)，速度不能減小。大柵板的作用是把膠球收集起來(lái)，送到回收系統(tǒng)中。被大柵板擋住的膠球在水流沖擊下沿柵棒下滑，所以保證膠球在柵板上順利滑移是膠球清洗系統(tǒng)具有較高效率的重要條件。這些條件包括：
1.1柵板傾斜閥
      要求它與垂直水流成25°角。角度大于25°,膠球可能會(huì)卡在柵板上；角度太小也無(wú)多大益處，只要系統(tǒng)設(shè)計(jì)得當(dāng)就可以。
1.2收球網(wǎng)中的水流速度V
      國(guó)內(nèi)對(duì)V的設(shè)計(jì)是小于2.0m/s;國(guó)外的設(shè)備，如用于珞璜、江油電廠的清洗設(shè)備，要求V<2.5m/s。速度過(guò)高，膠球可能楔在柵板上；速度低些是容易做到的，但一般不低于1.7m/s,
1.3柵棒間距L
      國(guó)內(nèi)、外設(shè)備分別要求L小于7mm和不超過(guò)5mm。間距大于數(shù)值要求，會(huì)使膠球卡在柵棒中。為了降低制造成本或出于其它考慮，有些清洗裝置收球網(wǎng)的直徑做得很小，致使水流速度超過(guò)了要求。在這種情況下，收球網(wǎng)柵板大多設(shè)計(jì)得很陡，傾斜角小于25°,L也大于允許值，目的是使柵板壓力差達(dá)到可承受的水平。但是，此種設(shè)計(jì)并不能使膠球沿柵板的移動(dòng)狀況得以改善，反而會(huì)因棒距加大使膠球卡住的可能性增加，至使膠球損失增大(一般要求收球率大于95%).
2膠球回收系統(tǒng)對(duì)清洗裝置效率的影響
2.1凝汽器膠球清洗裝置回收系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
      膠球被柵板收集后流入回收系統(tǒng)。這部分回路設(shè)計(jì)是提高清洗效率的關(guān)鍵。在回收系統(tǒng)中，膠球沿著與主水流垂直方向運(yùn)動(dòng)，若收球網(wǎng)部分的流體性能設(shè)計(jì)不合適，膠球就會(huì)在此區(qū)域滯留較長(zhǎng)時(shí)間。
      回收系統(tǒng)的設(shè)計(jì)發(fā)展很快。先進(jìn)的設(shè)計(jì)能做到即使水中有雜物存在也能使膠球快速通過(guò)回路。這部分回路設(shè)計(jì)居世界先進(jìn)水平，稱(chēng)為“渦流室”。渦流室位于大柵板下面，其內(nèi)部有一塊導(dǎo)流板將水流分成兩部分，產(chǎn)生兩股渦流進(jìn)入渦流室。膠球流向再循環(huán)管，水從渦流室兩旁帶孔金屬板處流出，渦流室的特點(diǎn)是：膠球與雜物以高速運(yùn)動(dòng)并快速(0.5S內(nèi))通過(guò)膠球再循環(huán)管，雜物不影響膠球傳送；在冷卻水雜質(zhì)較多的情況下，渦流室兩側(cè)的帶孔金屬板仍保持清潔；合適的渦流室尺寸取決于收網(wǎng)球直徑；大柵板反沖洗時(shí)，渦流室的一邊及一面大柵板打開(kāi)，以便消除不能流過(guò)出口管的大塊雜物。
2.2膠球循環(huán)回收系統(tǒng)對(duì)清洗效率的影響
      設(shè)計(jì)較好的膠球清洗裝置，每個(gè)膠球完成一次循環(huán)大約需要30s,即每個(gè)膠球1min內(nèi)可以清洗2根凝汽器管。所以，提高膠球清洗裝置的效率必須抓住收球網(wǎng)這一主要環(huán)節(jié)。
      考核凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)可靠性重要的原則，是保證膠球在完成一次循環(huán)后能回到初始位置。對(duì)于近幾年投入運(yùn)行的膠球清洗裝置來(lái)說(shuō)，影響其可靠性的主要因素是收球網(wǎng)泄漏引起的膠球損失。一些老的設(shè)備，膠球還可能聚集在凝汽器的某些部位。膠球損失是很容易發(fā)現(xiàn)的，一是裝入新球后在收球裝置中回收不到大致相同數(shù)量的膠球；二是在冷卻塔中發(fā)現(xiàn)大量的膠球。膠球損失過(guò)多會(huì)使循環(huán)回路中膠球數(shù)量逐漸減少，導(dǎo)致凝汽器管清洗頻率降低，造成較大的能量損失。例如一臺(tái)900MW火電或核電機(jī)組，若膠球清洗裝置可靠性差，可使汽輪機(jī)背壓提高40～50Pa,減少出力4~5MW,同時(shí)也增加了膠球本身費(fèi)用損失。影響膠球清洗系統(tǒng)可靠性的原因是多方面的，多數(shù)情況是由上述一個(gè)或幾個(gè)因素引起的。所以，一旦發(fā)現(xiàn)清洗系統(tǒng)可靠性降低，在機(jī)組停運(yùn)時(shí)，應(yīng)認(rèn)真檢查收球網(wǎng)、凝汽器內(nèi)部狀況，以確保膠球清洗系統(tǒng)高效、可靠地運(yùn)行。
凝汽器膠球清洗裝置循環(huán)系統(tǒng)
      凝汽器膠球清洗裝置可以提高火力發(fā)電機(jī)組的熱效率。由于海綿膠球?qū)δ�汽器管�?nèi)壁污垢進(jìn)行自動(dòng)清洗，因此可以提高管子清潔度，改善凝汽器的真空，降低發(fā)電煤耗，延長(zhǎng)凝汽器管的使用壽命。一臺(tái)200MW火電機(jī)組真空度提高1%,就可節(jié)省標(biāo)準(zhǔn)煤3345t/yr。
      安裝膠球清洗裝置以來(lái)，新設(shè)計(jì)的火電機(jī)組幾乎都選用了這種設(shè)備，而且生產(chǎn)該設(shè)備的企業(yè)也越來(lái)越多。但是由于各種原因，實(shí)際投入運(yùn)行的膠球清洗裝置的清洗效率差別較十min,減少鍋爐燃油耗量近20t,多發(fā)電近730MW,節(jié)省廠用電44MW。
圖汽輪機(jī)啟動(dòng)曲線
      1一再熱汽溫度(改進(jìn)后);2一中壓缸下內(nèi)壁溫度(改進(jìn)后);3—再熱汽溫度(改進(jìn)前);4一中壓缸下內(nèi)壁溫度(改進(jìn)前)
推力軸承工作正常
      采用中壓缸啟動(dòng)帶負(fù)荷時(shí)，推力軸承溫度隨負(fù)荷增加而增大，通過(guò)控制負(fù)荷，較好控制大。效率低的設(shè)備將會(huì)降低凝汽器性能，用戶(hù)在機(jī)組檢修時(shí)，采用機(jī)械或化學(xué)方法清洗凝汽器，影響管子的使用壽命，增加了費(fèi)用，延長(zhǎng)了檢修時(shí)間。
      膠球清洗裝置的效率指的是使每根凝汽器管具有足夠清洗頻率的能力。當(dāng)臟物尚未在管壁上粘牢前，使膠球通過(guò)管子，將臟物擦洗掉。事實(shí)證明，清洗頻率須達(dá)到每5min1個(gè)膠球，即使對(duì)于未經(jīng)處理的、易于結(jié)垢的循環(huán)水來(lái)說(shuō)，也是以防止管子結(jié)垢。膠球在循環(huán)回路中循環(huán)所需時(shí)間越短，快速通過(guò)系統(tǒng)中各個(gè)部分而不停滯，其清洗效率就越高。膠球清洗裝置循環(huán)系統(tǒng)如下圖所示。推力瓦塊溫度，在負(fù)荷20MW時(shí)，大值只有63℃。
節(jié)省資金，簡(jiǎn)化系統(tǒng)
      根據(jù)熱力系統(tǒng)和設(shè)備特點(diǎn)，只改變運(yùn)行方式和操作程序，實(shí)現(xiàn)中壓缸啟動(dòng)，節(jié)省改造資金，同時(shí)簡(jiǎn)化了系統(tǒng)。
建議
      1、采用中壓缸啟動(dòng)方式，要求鍋爐參數(shù)較高，來(lái)適應(yīng)中壓缸啟動(dòng)，為此建議在汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)前，鍋爐投粉，來(lái)增加鍋爐蒸發(fā)量和穩(wěn)定燃燒。
      2、汽輪機(jī)中壓主汽門(mén)前管道設(shè)計(jì)無(wú)疏水點(diǎn)，應(yīng)加疏水管，以減少汽輪機(jī)側(cè)和鍋爐側(cè)偏差，有利于提高再熱汽溫，適應(yīng)中壓缸啟動(dòng)
      3、采用中壓缸啟動(dòng)方式，應(yīng)制定嚴(yán)格的操作程序，汽輪機(jī)、鍋爐、電氣運(yùn)行應(yīng)加強(qiáng)配合。
      4、機(jī)組大修后應(yīng)采用鄰機(jī)汽源進(jìn)行中壓缸啟動(dòng)找動(dòng)平衡，可節(jié)省鍋爐啟動(dòng)用油，增加設(shè)備靈活性。