膠球清洗，循環(huán)水膠球清洗裝置系統(tǒng)收球故障分析及處理

發(fā)電廠循環(huán)水膠球清洗裝置系統(tǒng)經(jīng)常發(fā)生膠球堵塞在收球網(wǎng)的膠球出口處，不I能循環(huán)清洗凝汽器銅管內(nèi)的水垢，導致汽輪機排汽溫度升高，機組經(jīng)濟性下降。經(jīng)選擇，利用j流體渦流原理對膠球清洗系統(tǒng)進行改造，在收球網(wǎng)柵板的膠球出口處加擋板，并根據(jù)實際情j況確定擋板尺寸，改造后，收球效果良好。

［關(guān)鍵詞］膠球清洗系統(tǒng)；循環(huán)水管道;膠球堵塞；收球網(wǎng)柵板

電廠循環(huán)水的作用是在凝汽器中冷卻汽輪機排出的蒸汽。汽輪機排汽溫度每降低1丁，就可減少供電煤耗約1g/kWh。由于北方的水質(zhì)硬度大，循環(huán)水在凝汽器銅管內(nèi)容易快速結(jié)垢，嚴重影響循環(huán)水與汽輪機排汽的換熱效率。如果循環(huán)水膠球清洗系統(tǒng)發(fā)生故障，無法清除凝汽器銅管內(nèi)的水垢,會使汽輪機排汽溫度升高，導致機組經(jīng)濟性明顯下降。達拉特發(fā)電廠汽輪機型號為T2A-330-30-2F1080,單軸、三缸、亞臨界、中間一次再熱，兩排汽、沖動、凝汽式，膠球清洗系統(tǒng)為河北電力修造廠生產(chǎn)的DK2000型膠球清洗裝置。據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，達拉特發(fā)電廠la的燃煤費用因膠球清洗系統(tǒng)故障而增加1000多萬元。為此,對膠球清洗系統(tǒng)進行改造，解決膠球系統(tǒng)投運不正常問題，對提高機組的經(jīng)濟性具有主要意義。

1循環(huán)水膠球系統(tǒng)構(gòu)成及原理

1.1膠球清洗裝置系統(tǒng)構(gòu)成

電廠機組循環(huán)水膠球清洗裝置系統(tǒng)構(gòu)成如圖1所不O

1.2膠球清洗裝置原理

工作原理：用膠球泵將膠球輸入到凝汽器的循

環(huán)水入口處后，循環(huán)水將膠球帶入凝汽器的銅管內(nèi)，清洗銅管內(nèi)的污泥、水垢，緩解水垢的沉積速度；膠球從銅管出來后進入凝汽器出口的循環(huán)水管道內(nèi)，在循環(huán)水管道的收球網(wǎng)處被收集，然后回到膠球泵的人口繼續(xù)循環(huán)。

2膠球清洗裝置故障及原因分析

2.1膠球清洗裝置故障現(xiàn)象

發(fā)電廠機組膠球清洗系統(tǒng)投運后，膠球不能有效進行循環(huán)，許多膠球都堵塞在收球網(wǎng)的膠球出口B點處刊見圖2）。前面膠球阻止后面膠球流動，導致大量膠球卡澀在收球網(wǎng)上，不能循環(huán)清洗凝汽器銅管，導致銅管結(jié)垢加速，換熱效率顯著降低。

2.2膠球清洗裝置原因分析

循環(huán)水管內(nèi)水的流速為2m/s,在收球網(wǎng)A、B點處的膠球受水流的沖擊力可分解成垂直于柵板的力F,和平行于柵板的力F”因柵板處的水阻和水流受管壁的限制,A點的流速大于B點的流速,而且水阻越大,2點水流速度差也越大。根據(jù)伯努利方程，不可壓縮理想流體在重力場中做定常流動，沿流線單位重力流體的速度水頭、位置水頭與壓強水頭之和為常數(shù)。由于壓強水頭與垂直于柵板的力咒成正比，速度水頭與平行于柵板的力凡成正比，當咒較大時，膠球與柵板之間的摩擦力增大，在柵板出口B點處易出現(xiàn)卡球現(xiàn)象，前面的膠球卡澀后會阻止后面膠球的流動，終導致越來越多的膠球在B點處急劇堵塞。

3膠球清洗裝置改造方案的選擇

3.1降低收球網(wǎng)的水阻

收球網(wǎng)柵板的水阻設(shè)計值為3900Pa,降低收球網(wǎng)柵板水阻的方法有：減小收球網(wǎng)收球角度a,以增大柵板過流面積;降低循環(huán)水流速。

收球網(wǎng)柵板的收球角度a為25。左右，因柵板具有反沖洗功能，受結(jié)構(gòu)限制，該收球角度a不能再小，所以增大柵板過流面積方案無法實現(xiàn)。

降低循環(huán)水流速則不能滿足凝汽器的冷卻需要。而且,膠球的密度略大于水，膠球在流體中的浮力與流體速度的平方成正比，降低流速后使得膠球更容易沉積在循環(huán)水管道的下部，不易隨循環(huán)水到達收球網(wǎng)柵板處進行循環(huán)。

3.2在收球網(wǎng)柵板膠球出口處加擋板

在收球網(wǎng)出口處加擋板，如圖3所示。循環(huán)水在擋板后將形成2個渦流。（見圖4）。渦流內(nèi)部有以等角速繞自身軸旋轉(zhuǎn)的渦束。渦束內(nèi)為渦核區(qū),渦束外面的流體速度與渦束半徑成反比。渦核區(qū)的壓力比渦核外的水流旋轉(zhuǎn)區(qū)的壓力小,故渦流有抽吸作用。

圖4擋板處形成的渦流

在柵板出口處加裝擋板，根據(jù)上述原理,柵板上的水壓將降低，水流在柵板表面上形成卷吸流動，膠球不易卡澀在柵板上，可在系統(tǒng)內(nèi)順利循環(huán)。

4技術(shù)改造及效果

在收球網(wǎng)處加擋板，具體實施時需要確定擋板的形狀和擋板與柵板的距離，理論計算渦核半徑、渦核邊緣壓強、渦核邊緣流速等。

發(fā)電廠的循環(huán)水管道直徑2000mm,管道內(nèi)循環(huán)水流量23000t/h,收球角度a為25。。根據(jù)以上實際情況，在現(xiàn)場多次試驗后確定擋板尺寸為500mmx200mm,擋板與柵板的距離為120mm0加擋板后，膠球收球率可達到90%,能夠有效地清除凝汽器銅管內(nèi)表面的污垢。