电厂凝汽器胶球清洗装置标准海绵剥皮胶球使用投运及节能效果

电厂凝汽器胶球清洗装置标准海绵剥皮胶球使用投运及节能效果

     电厂凝汽器胶球清洗装置标准海绵剥皮胶球使用投运及节能效果，电厂胶球清洗装置自投产以来长期运行不正常，收球率不到50%；循环水温高时，机组真空较低，严重影响机组经济运行。通过设备检修、调试，改变运行操作方式及选用合适的胶球，使收球率达到了95%，机组的经济效益得到了提高。
1问题的提出
     电厂两台300MW机组分别于2011年5月、12月投产，其凝汽器胶球清洗装置产品。全套胶球清洗装置由装球室、胶球输送泵和收球网几大部件组成，收球网为”字型结构，型号为DN1800-1，配套的胶球输送泵为输送胶球用的125SS-22型离心泵，装球室型号为ZQS-400。机组刚投产时曾试投胶球清洗装置，收球率低于50%，以后一直没有再投运。
     机组凝汽器循环水冷却水系统为开式循环水系统，循环冷却水水源为资江水，凝汽器循环水水质较差，常有大量塑料纤维物、淤泥、树枝杂草等垃圾杂物进入循环水系统。在机组几年的运行过程中，凝汽器铜管经常受到污染，导致真空下降的一个主要原因是凝汽器铜管内壁产生污垢，随着时间的推移逐渐加厚，阻隔了换热，降低了冷却效果；凝汽器真空对汽轮机运行的经济性影响较大，不仅使机组能耗上升，影响机组经济性，还会威胁机组安全，影响企业的经济效益。特别是夏季，南方气温高，循环水温度高时冷却效果更差，使机组真空下降较多造成机组带满负荷困难，有时被迫降出力运行，多次在运行中降负荷进行凝汽器半边清洗，同时增加了循环水泵的出力。
     为了提高机组运行安全性和经济性，降低机组热耗和煤耗，电厂组织业技术人员题研究解决胶球清洗装置投运问题。要求立足现有设备，找出设备存在的问题，总结以往运行中存在的问题，通过改进投运方式，力争收球率达到厂家设计要求。
2解决办法
     电厂胶球清洗装置系统工作原理如图1所示，先关闭收球网，将比重与水相同的胶球加进装球室后，开启胶球泵进、出口电动碟阀，启动胶球泵，开启装球室后电动门，打开装球室切换阀，胶球装置处于清洗位置；胶球在比循环水压力略高的水流带动下，进入凝汽器水室进口，随即同循环水混合并由水室进入铜管，胶球在进水中分散均匀，凝汽器的各铜管进球机率相同；胶球虽比铜管内径略大，由于它是多孔、柔软的弹性体，可在较小的压差作用下压缩变形而进入铜管，胶球在行进过程中与铜管有整圈接触，等于把铜管清冼一遍；当胶球流出管口时，在自身弹性作用下恢复原状，并随水流向水管，继而至收球网，在网壁的阻拦及出水的冲带下，胶球进入网底；由于胶球泵进水管口接在此处，故胶球在泵的进口负压作用下被吸入泵内，在泵内获得能量后，重新进入装球室重复以上运动。
图1单循环制胶球清洗装置系统
     为了解决胶球清洗装置收球率低的问题，通过认真分析胶球系统工作原理和设备结构，主要采取以下三个方面措施：
     (1)查找设备原因，处理设备存在的问题。主要对收球网进行了整形，调整机械位置，同时对网板进行彻底清理。1号机左侧胶球泵打不起压，对胶球泵进行了解体检修，更换了密封件。就1、2号机胶球清洗系统部份，电动门执行机构出现操作不灵或开关位置不正确的问题，更换和修复了部份电动头；对阀门开、关位置进行了调试，确保了阀门开关位置正确、开关灵活。1号机左侧胶球泵进口电动碟阀本体内传动杆与阀板间的固定销断裂，将1号机左侧胶球泵进口电动碟阀更换。
     (2)选用合适的胶球。检修清理凝汽器过程中，从凝汽器和管道中清理出较多原厂家生产的胶球。这种球膨胀系数过大且变形量大，容易卡在铜管内，经过调研和试验，选用了陕西咸阳胶球厂生产的SB114型拉毛胶球取代原供货厂家的胶球，它具有耐磨性强、质地柔软富于弹性，气孔均匀贯通、长期使用变形量小等特点。
     (3)严格运行管理，规范运行操作。主要制定胶球清冼装置投运办法和管理措施，投运办法中对运行操作中循环水母管压力、进出口压差调整值作了严格规定；对胶球回收网，阀门开启、关闭顺序，胶球泵启、停作了明确规定。在管理措施中明确了各运行、检修部门对胶球清冼工作的职责并规定了考核办法。
3电厂凝汽器胶球清洗装置标准海绵剥皮胶球使用改造后使用情况
     五个月的运行情况表明，通过对1、2号机组胶球清洗系统的整改，使胶球收球率明显提高，平均达到95%。系统运行稳定，机组运行真空与去年同期相比提高1kPa,凝汽器端差与去年相比有明显下降。
2016年9～12月胶球清洗系统收球情况统计见表1。
表1胶球清洗系统收球情况统计表
月份 1号机投球数/个1号机收球数/个收球率/%
 左侧右侧 左侧右侧 左侧右侧
9 600600 569479 94.8379.8
10 13881400 13411304 96.693.1
11 26002300 24622150 94.793.5
12 21002100 20101990 95.794.8
月份 2号机投球数/个 2号机收球数/个 收球率/%
 左侧右侧 左侧右侧 左侧右侧
9 12011201 11311108 94.2592.33
10 900900 833859 92.695.4
11 800769 15001448 96.196.5
12 15001500 14411443 9696.2
表2胶球清洗系统整改前后1、2号机
凝汽器真空对比表
机组 年份 9月 10月 11月 12月
1号 2015
2016
2015 -90.31
-91.77
-91.12 -90.37
-93.22
-91.89 -92.4
-94.97
-93.98 -93.45
-96.59
-96.81
2号 2016 -92.74 -93.19 -96.33 -97.43
4电厂凝汽器胶球清洗装置标准海绵剥皮胶球使用节能效果
     (1)凝汽器管束的脏污，使换热系数变小，使传热端差加大和恶化了凝汽器真空。使用情况表明，胶球清洗装置的定期正常投用，能及时清除凝汽器铜管内壁污物，使凝汽器管束保持一定的清洁度，对防止结垢起到非常重要的作用。
     (2)凝汽器端差是反映凝汽器热交换状况的重要指标，除了与循环水流量、速度以及进口温度有关外，还与凝汽器铜管表面的清洁程度、真空系统的严密性有关。在机组真空严密性良好及其它条件一定的情况下，凝汽器端差可以反映铜管的清洁程度。
     (3)正常运行时，凝汽器排汽压力与排汽温度的关系，是饱和蒸汽的压力和温度关系。于是，实际凝汽器内的排汽压力，可由与其相应的饱和蒸汽温度来确定，而饱和蒸汽温度即排汽温度可由下式计算：tex=tw1+Δt+δt式中tex—汽轮机的排汽温度，℃;Δt—循环水的温升Δt=tw2-tw1，℃;tw1—循环水入水温度，℃;tw2—循环水出凝汽器温度，℃;δt—凝汽器的传热端差，℃。由上式可以看出，凝汽器的排汽温度取决于凝汽器进口冷却水温、冷却水温升和凝汽器传热端差。在排汽量、冷却水量、冷却水入口温度一定时，冷却水温升不变，如果凝汽器端差增加，则排汽温度升高，排汽压力上升，造成凝汽器真空降低。
     (4)提高凝汽器铜管的清洁度，可以改善凝汽器的传热、降低凝汽器端差、保持凝汽器较高的真空，是提高机组循环热效率的主要方法之一。自胶球清洗系统正常投运以来，1、2号机组凝汽器端差平均降低了3℃。
     在循环水入口温度、循环水温升不变(也即循环水流量不变)的情况下，凝汽器端差降低3℃,则排汽温度降低3℃,对应排汽压力下降1kPa，即真空提高1kPa。取机组年运行5000h；机组煤耗按下式中Δb—节煤量，t；τ—年利用小时，h；N—汽轮机额定功率，kW；Y—机组台数，台；B—机组煤耗，g/kW·h；η—可提高的汽轮机效率。将数据代入上式，得b=5000×300000×2×350×0.6%=6300t1000000
电厂凝汽器胶球清洗装置标准海绵剥皮胶球使用结果
     (1)通过设备检修、改进操作方式以及选用合适的胶球等措施，1、2号机组胶球清洗装置系统收球率有了突破性的提高，保证了凝结器铜管的清洁度，延长了凝结器清洗周期，减少了劳动力和生产成本的投入。
     (2)通过几个月的实际运行，胶球系统运行正常，有效地提高了凝汽器的真空，也取得了良好的经济效益，真正达到了投资少、见效快的目的。
     总之，只要不断进行探索，及时总结经验，加强设备检查，提高检修质量，注意结合本厂情况采取适合本厂的有效措施，保持较高收球率，就可有效地提高机组效率。