膠球,膠球清洗系統收球率低的原因分析與改造措施

膠球,膠球清洗系統收球率低的原因分析與改造措施北京熱電分公司號機組B側凝汽器膠球清洗系統多年來在運行中收球率低的問題址行了全面的分析和試驗，確定了收球率低的原因，并對收球網進行了改造，找到了合適的循環水出口門開度，解決了收球率低的問題。

關鍵詞：現汽器；膠球清洗系統；收球率；收球網

北京熱電分公司機組為2X200MWDKEH-1ND31型雙缸雙排汽抽汽凝汽式汽輪機組，制造廠家為德國ABB公司。凝汽器為對分式雙流程結構，循環水為下層進上層出。每臺機組的A、B兩側均配置國產膠球清洗裝置。1號機組自1999年投運以來，膠球回收率一直較差，B側膠球系統收球率為20%左右，不能起到正常清洗凝汽器的作用，為從根本上解決收球率低的問題,2010年7月至2011年4月，對可能造成1號機組B側膠球系統收球率低的因素進行了全面分析，采取相應的試驗，確定了導致膠球收不回來的根本原因，并對膠球系統進行了改造，收球率提高到95%以上。

1原因分析

膠球清洗裝置由收球網、膠球輸送泵、裝球室、控制器、膠球及閥門管路等部件組成。收球網直接安裝在凝汽器出水口彎管段下方的垂直管段上。造成膠球系統收球率低，可能的原因有：

1.1收球網漏球

收球網如關閉不嚴、兩片格柵閉合處間隙過大或者格柵的網片間隙過大，或者網片在水流作用下變形大,會造成膠球從收球網漏出而不返回到循環系統里。

1.2凝汽器水室積球

凝汽器內部如果存在流動死區，膠球在工作時如果進入到這些死區范圍，則在死區積球，不會隨循環水流動到收球網處。

1.3膠球循環系統存在問題

膠球泵岀力如果不足或者循環管路系統阻力過大，將造成膠球不能被有效的投送到循環水入口管或者不能被從收球口處穩定的吸入到循環系統;膠球室容積如果不夠，當循環收球時膠球室收球數量到達極限，系統阻力過大，膠球泵不能吸入更多的膠球。

14收球網網前懸浮積球

膠球到達收球網上部后，懸浮在收球網的上部，到達不了收球口處，從而不能被膠球泵吸入回循環系統。

2試驗與分析

針對造成膠球系統收球率低可能存在的原因，逐步采取了以下的試藥措施。

2.1收球網嚴密性檢查和試驗

在1號機B側收球網處原有的唯一一個人孔的對面，増加了一個人孔，從而保證能從兩側檢査收球網的情況。停1號機B側凝汽器循環水打開人孔，收球網在關閉狀態下格柵邊緣及兩片格柵之間的線接觸部位間隙為3~6mm,各網片間隙為10mm,而膠球直徑在25~27mm,從靜態檢查的結果看，膠球不會從收球網漏出。為確認動態下網片是否會在水流作用下變形，造成收球網不嚴密或者網片變形大使得間隙增大膠球漏出，從裝球室出口引出一段試驗管路(包括隔離閥門)，直接接到收球網上部2m處的直管段處,跨過凝汽器進行膠球小循環試驗。多次重復試驗，約30%的膠球回到膠球室，約65%左右的膠球在停循環水后隨水位下降到達收球網處。

試驗結果表明，在運行中收球網的嚴密性不存在問題，凝汽器內部死區也基本不存在。

2.2膠球循環系統檢查和試驗

為檢驗循環系統是否暢通，停1號機B側凝汽器循環水，將凝汽器入口水室人孔、膠球收球網的兩個人孔打開，調整循環水入口門和入口管段的放水門開度，使得循環水入口管段的水位在膠球泵投球管段出口的上部；調整循環水岀口門和出口管段放水門的開度，使得循環水出口管段的水位在膠球收球口處。關閉收球網，從收球網人孔處在兩側收球口處各投入400個膠球(共投800個膠球，膠球系統正常工作時投球數量為600個)，啟動膠球泵，投正常運行投球管路，投球2min后從凝汽器循環水入口水室的人孔處檢査，798個膠球正常投入到循環水入口管段。然后，將膠球室置于收球位置，從收球網人孔處在兩側收球口處再次各投入400個膠球，收球2min,檢查膠球室有799個膠球。多次重復試驗，投球率和收球率均在99.5%-100%之間。

試驗結果表明，膠球循環系統不存在管道阻力過大的問題，膠球泵的出力足夠吸入和投送膠球，膠球室的容積率足夠。因此，膠球循環系統工作正常，不是造成收球率低的原因。

2.3循環水流速試驗

通過上面的試驗，收球網的嚴密性、凝汽器內部死區、膠球循環系統，均不是造成收球率低的原因。因此，收球網網前懸浮積球是造成收球率低的原因。收球網本身網片水阻大、收球網臟污造成水阻大；或者循環水流速不夠，不能有效的將膠球帶至收球口處，均可能造成網前懸浮積球。

收球網格柵采用網片穿接而成，對收球網的網片進行了清理和沖洗，然后投球600個，進行收球試驗。試驗時通過調整凝汽器循環水出口門開度的方式改變循環水流速。多次試驗結果表明，當1號B循環水出口門由20%逐漸開大到55%時，收球率可由20%逐漸提高到40%左右，而且有效收球時間由120min左右降低到20min左右。繼續開大出口門，循環水壓力降低接近低限。為維持正常循環水壓力，不影響機組運行，采用非標準運行方式將備用循環泵開啟后，繼續開大1號B循環水出口門至67%,過程中膠球回收量明顯增多,67%開度維持20min后，停止試驗，檢査收球室，收球592個,收球率98.7%。

試驗結果表明，提高循環水流速，可以消除網前積球的問題，但由于循環水岀口門開度受循環水低壓力的限制，標準運行方式下一般不開大到50%以上，所以同時應采取措施降低收球網的水阻。

3采取的改進措施

改造收球網格柵的形式。原收球網格柵釆用網片穿接而成，網片自身水阻相對較大，且在接近底部收球口的區域，易附有臟物及結垢，增大水阻,造成膠球不能穩定到達收球口處。將收球網改造，格柵采用楔形網條自動焊接而成。楔形網條與網片相比，剛度高，自身阻力小；楔形表面利于水流動；表面積小，不易附上臟物及結垢，水阻小，有利于膠球穩定的到達收球口。

在收球網的兩側收球口處增加視窗，在收球時能夠從視窗處觀察膠球在收球口處的集結或者流動的情況，為循環水出口門的調整提供參考。

mI改造前收球網格柵

圖2改造后的收球網格柵

完成后，結合循環水出口門開度的調整，進行試驗，結果表明，收球網采用新形式的格柵后，出口門開度在30%-35%左右，收球率即可穩定在95-98.5%,同時循環水系統及機組負荷和真空的狀態均比較合適。改造后在相近的運行工況下，凝汽器端差比改造前降低1-5~4龍。

凝汽器膠球清洗系統是對汽輪機組經濟性非常重要的輔助設備，膠球系統不能正常工作，會使機組的熱效率受到很大的影響，在夏季極端工況下還可能降級機組的大岀力。長期造成熱電分公司1號機組B側膠球系統收球率低的原因是收球網水阻過大和機組運行中循環水流速未能充分調整造成的，在對收球網進行改造的基礎上進行試驗，找到了正確投球的運行方式，收球率穩定在95%以上，擬汽器端差降低1.5-4無。膠球清洗裝置的定期正常投用，對保證機組的經濟性起到了重要的作用。