提高凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)工作可靠性的途徑

       凝汽器是火力發(fā)電廠、核電站及化工企業(yè)中的重要設(shè)備，維護(hù)凝汽器冷卻水管內(nèi)壁的潔凈，保持凝汽器較高的真空和較小的端差，是提高汽輪機(jī)組循環(huán)熱效率的主要方法之一。為了維護(hù)凝汽器冷卻管的潔凈，過去我國大部分電廠曾采用停機(jī)或減負(fù)荷分半山人工清洗的方法。這樣，冷卻管在從清潔——被污染——減負(fù)荷清洗的較長周期中，有相當(dāng)長的時(shí)間清潔系數(shù)小于設(shè)計(jì)值(在設(shè)計(jì)中，國內(nèi)一般取清潔系數(shù)為0.8～0.85),使汽輪機(jī)組處于真空惡化的不經(jīng)濟(jì)狀態(tài)下運(yùn)行，導(dǎo)致汽輪機(jī)熱耗率和發(fā)電煤耗率增加。以125MW機(jī)組為例，當(dāng)汽輪機(jī)背壓偏高設(shè)計(jì)值和凝汽器端差升高后，熱耗率與煤耗率的變化見表1。
       近年來國內(nèi)許多汽輪發(fā)電機(jī)組開始采用膠球自動清洗系統(tǒng)，使凝汽器制股管在運(yùn)行中保持清潔狀態(tài)，收到了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。經(jīng)測試比較；清潔度提高0.2～0.3,相當(dāng)于增加了凝汽器冷卻面積20～30%。膠球自動清洗裝置由此成了火力發(fā)電廠重要的節(jié)能措施之一。
       但是由于種種原因，目前膠球清洗裝置的投入率和收球率還不理想。設(shè)備、系統(tǒng)、運(yùn)行維護(hù)和管理還存在一些問題，有待進(jìn)一步完善。對華東電網(wǎng)14個(gè)電廠，44臺125MW以上容量的大機(jī)組進(jìn)行了調(diào)查，結(jié)果表明，凡是現(xiàn)有機(jī)組上裝設(shè)凝汽器膠球清洗裝置、能夠正常投運(yùn)、且收球率在90%以上的機(jī)組，僅占29%。收球率不高或投運(yùn)不正常的機(jī)組占64%。另有幾臺機(jī)組尚未裝設(shè)該裝置。
       幾年來，對膠球清洗裝置也作了不斷探索，使之逐步趨向完善。目前，已能做到正常投運(yùn)，經(jīng)濟(jì)效益顯著。特別是在夏季運(yùn)行工況，機(jī)組真空能維持在較高的水平，確保了機(jī)組多發(fā)電、高效率、低消耗，為緩和工農(nóng)業(yè)用電緊缺起到了應(yīng)有的作用。
       經(jīng)驗(yàn)證明，固定錐形收球網(wǎng)只適合于中小機(jī)組及循環(huán)水源較清潔的地區(qū)或部分閉式循環(huán)水系統(tǒng)內(nèi)，因其長期運(yùn)行水阻大、剛性差、易變形，積聚垃圾后清掃困難，須停機(jī)進(jìn)行。100MW以上大機(jī)組宜選用蝶形活動收球網(wǎng)。該型網(wǎng)靈活性強(qiáng)，適應(yīng)不同運(yùn)行工況，不同地區(qū)條件使用，操作簡單，運(yùn)行水阻小，收球率高，檢查維護(hù)方便。經(jīng)驗(yàn)還證明，良好的設(shè)備是保證膠球清洗工作順利投運(yùn)的先決條件，而優(yōu)質(zhì)的維護(hù)與管理又是正常投運(yùn)的必要條件，兩者緊密結(jié)合，缺一不可。
       裝有兩臺N125—135/550/550型汽輪發(fā)電機(jī)組，冷卻循環(huán)水系統(tǒng)采用海水直接供水，即一次開放性循環(huán)。兩臺汽輪機(jī)的凝汽器均隨機(jī)裝有立式渦流切向清洗二次濾網(wǎng)及膠球清洗裝置。出于原設(shè)備在設(shè)計(jì)，制造及材質(zhì)上題，二次濾網(wǎng)除污效果差，收球網(wǎng)操,膠球回收率低，長期以來不能正常投運(yùn)，嚴(yán)重影響著汽輪機(jī)組的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
       采用的海水，在一般情況下水質(zhì)良好，但在大風(fēng)或夏季收獲海帶及海虹繁殖季節(jié)，常有大量海帶、海虹、塑料袋、海草等雜物進(jìn)入循環(huán)水，造成濾網(wǎng)堵塞。此時(shí)由于網(wǎng)系內(nèi)外壓差過大而將網(wǎng)芯壓變形撕裂，以致造成凝汽器管板布滿雜物，汽輪機(jī)真空惡化。嚴(yán)重時(shí)每隔一天就要進(jìn)行一次減負(fù)荷分半人工清洗凝汽器，既影響發(fā)電出力，又大大增加了檢修工人的勞動強(qiáng)度。收球網(wǎng)也因海水腐蝕，操作不靈，收球率不足50%,膠球自動清洗系統(tǒng)無法正常投入。
       為扭轉(zhuǎn)這種被動局面，分別在1984年7月的*1機(jī)和1986年1月的*2機(jī)的小修中，換用了南京電站輔機(jī)廠生產(chǎn)的14FH—5—0凈水器和S—14一0膠球收球網(wǎng)及有關(guān)控制操作附件，主要設(shè)備材質(zhì)選用1Cr18NigTi不銹鋼，以增強(qiáng)對海水的耐蝕性能。原膠球泵仍留用，凝汽器水室與循環(huán)水管道均未改動。
上述設(shè)備裝配完畢后，我們是這樣工作的：
       1、每天白班每臺機(jī)清洗一次14FH-5--0凈水器，每次10分鐘左右，遇有大風(fēng)或雜物多時(shí)視濾網(wǎng)前、后壓差適當(dāng)增加清洗次數(shù)和延長清洗時(shí)間，以清洗干凈為準(zhǔn)。
       2、每臺機(jī)每兩天進(jìn)行一次膠球清洗，每次半側(cè)投入300個(gè)膠球，清洗1小時(shí)，收球半小時(shí)。兩側(cè)輪流清洗。
       經(jīng)過三年的實(shí)踐，證明14FH--5—0凈水器和S—14--0收球網(wǎng)操作方便，除污性強(qiáng)，耐海水腐蝕，收球率均在95%以上，且對凝汽器冷卻管保護(hù)膜沒有損壞，檢修工人已從繁重的勞動中解放出來。凝汽器各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)大有好轉(zhuǎn)，經(jīng)濟(jì)效益是顯著的。
       以1機(jī)為例，更換前后每月抽出三天，以每天上午9點(diǎn)的運(yùn)行記錄進(jìn)行周期比較，見表2。
以全月平均數(shù)進(jìn)行比較，見表3。
       1機(jī)的凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)在1984年7月12日改進(jìn)投運(yùn)后，效果一直很好。以1985年1~6月與1984年1～6月同期進(jìn)行比較，真空度提高1。15%,熱耗率下降24.4kcal/(kW。h),煤耗率下降3.8g/(kW·h),機(jī)組循環(huán)熱效率提高0·48%,相應(yīng)年節(jié)標(biāo)準(zhǔn)煤3420t,并可多發(fā)電560萬kW·h。
       2機(jī)的膠球清洗系統(tǒng)在1986年1月16日改進(jìn)后，也取得了與1機(jī)大致相等的經(jīng)濟(jì)效益。從1987年7～9月的夏季運(yùn)行工況中，可以看出膠球清洗系統(tǒng)的正常投運(yùn)，一直維持著凝汽器較好的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。數(shù)據(jù)見表4。
       通過實(shí)踐我們體會到，要想使膠球自動清洗系統(tǒng)正常運(yùn)行，起到良好的節(jié)能效果，必須注意做到以下幾點(diǎn)：
       1、凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)正常投運(yùn)的關(guān)鍵問題是要清除循環(huán)水系統(tǒng)中的雜物，特別是直流供水系統(tǒng)江、河、湖、海水中的固體雜物和生物等，因此必須有較完善的濾網(wǎng)。目前電廠裝設(shè)的一次濾網(wǎng)都為回轉(zhuǎn)機(jī)械式，網(wǎng)孔直徑都在8×8和10×10之間，孔徑較大，加之圓轉(zhuǎn)部分圖封等因素的影響，垃圾雜物排除能力差。為了彌補(bǔ)這一缺陷，裝設(shè)二次濾網(wǎng)是十分必要的。直流供水的二次濾網(wǎng)要能旋轉(zhuǎn)，并設(shè)置逆沖裝置。
       2、提高膠球回收率。除清洗裝置本身結(jié)構(gòu)合理外，材質(zhì)須作相應(yīng)考慮，特別是以海水作為冷卻介質(zhì)的凝汽器，清洗裝置及濾網(wǎng)應(yīng)選用耐腐蝕的不銹鋼材。
       3、選擇微孔粒度均勻、性能穩(wěn)定、球徑較銅管內(nèi)徑大1～2mm的海綿膠球。使用過程中如發(fā)現(xiàn)膠球破損或過分發(fā)胖要及時(shí)剔除掉，投入新球。同批生產(chǎn)的膠球尺寸也有大小，球質(zhì)也有硬有軟，比重也不一樣。因此要有人驗(yàn)收，確保膠球質(zhì)量。
       4、為保護(hù)和預(yù)防銅管腐蝕，延長其使用壽命，要注意冷卻管保護(hù)膜完整，不要由于膠球清洗而遭損壞，要定期加入硫酸亞鐵進(jìn)行沉膜處理。
       5、膠球連續(xù)清洗過程中，如發(fā)現(xiàn)收球率明顯降低或運(yùn)行不正常時(shí)，應(yīng)及時(shí)查找原因。如發(fā)現(xiàn)網(wǎng)板變形，應(yīng)及時(shí)采取措施整形，使其恢復(fù)正常，而不能采取消極措施將其網(wǎng)板固定或焊死。
       6、各級領(lǐng)導(dǎo)重視，充分發(fā)動群眾，認(rèn)真管理，人負(fù)責(zé)。做到有指標(biāo)、有分析、有措施、有效果。實(shí)踐證明，“三分技術(shù)、七分管理”。只有這樣，這項(xiàng)省煤節(jié)電的有效措施才能不斷進(jìn)化，日趨完善。
       日前膠球清洗裝置較普遍存在的問題是收球率不高、效果不佳，設(shè)備缺陷較多，投入率較低，其主要原因是：
1、收球網(wǎng)通流部分流道設(shè)計(jì)不臺理
       (1)上下網(wǎng)板轉(zhuǎn)軸中心位置偏高，未號慮運(yùn)行時(shí)水流流動時(shí)動量的作用，以致運(yùn)行時(shí)抖動或偏離正常位置。
       (2)未采用收球時(shí)的輔助調(diào)節(jié)及擾動措施。
       (3)下方箱寬度過大，進(jìn)入下方箱的水流量過大，超過膠球輸送泵的拙吸能力，以致造成部分水量滯流，膠球在此回旋。
2、制造安裝工藝性差
       (1)網(wǎng)面制造粗糙，條柵分布不與，動靜間隙偏大。
       (2)上網(wǎng)板與方箱接合處間隙過大或平行度差。
       (3)上收球網(wǎng)轉(zhuǎn)軸接口處如設(shè)計(jì)制造成圓柱接頭，加之銷子強(qiáng)度不足時(shí)，當(dāng)轉(zhuǎn)軸受較大扭曲力矩時(shí)，很易斷裂導(dǎo)致網(wǎng)板無法活動。此處應(yīng)設(shè)計(jì)制造成方板接頭以加強(qiáng)其剛性。
       (4)下收球網(wǎng)下端蟹鉗處間隙過大，造成逃球。
3、運(yùn)行維護(hù)不當(dāng)
       (1)不按時(shí)投運(yùn)和定期反沖，發(fā)現(xiàn)間題未及時(shí)處理消除：
       (2)貪圖方便，長期將網(wǎng)板置于收球位置，致使網(wǎng)板垃圾積累過多，超過網(wǎng)板承載能力，導(dǎo)致網(wǎng)板永久變形。
       (3)異物卡澀于動靜部分之間末及時(shí)發(fā)現(xiàn)，強(qiáng)行操作執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
       近年來，隨著電力工業(yè)的發(fā)展，一批凈化能力強(qiáng)、水阻小、收球率高、安全可靠的二次濾網(wǎng)和收球網(wǎng)相繼在大型機(jī)組上推廣應(yīng)用。由ZXL-1600--1型錐形機(jī)餓旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)，就是總結(jié)國內(nèi)以往二次濾網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)而研究設(shè)計(jì)的新型產(chǎn)品。經(jīng)多電廠使用，效果很好，與原江蘇FH-1600--1型二次濾網(wǎng)比較，每臺循環(huán)水泵年耗電量降低30.6萬kw。h,節(jié)約年運(yùn)行費(fèi)用1.84萬元。該濾網(wǎng)和膠球清洗裝置聯(lián)合使用，能保證每合機(jī)組年平均提高凝汽器真空10mmHg左右，端差降低2～3℃,相應(yīng)機(jī)組效率提高1.5%,煤耗降低3g/(kW·h)左右。每臺30萬kW機(jī)組每年可多發(fā)電3900～4600JkW·h,可為國家節(jié)省6000～6500t標(biāo)準(zhǔn)煤。每臺30JkW機(jī)組二次濾網(wǎng)及收球網(wǎng)設(shè)備總投資約35萬元左右，約3～5個(gè)月時(shí)間內(nèi)即能全部回收。