安装汽轮机凝汽器胶球清洗装置系统带来的技术更新与经济效益

安装汽轮机凝汽器胶球清洗装置系统带来的技术更新与经济效益

    安装汽轮机凝汽器胶球清洗装置系统带来的技术更新与经济效益。汽轮机凝汽器是火力发电厂的重要设备,结合胶球清洗可编程控制器的程序编制和完善以及实际应用中的技术改进,详细论述了汽轮机凝汽器胶球清洗装置系统控制回路的完善和技术更新,并对革新所带来的经济效益进行估算。
     张家口发电厂总装机容量8×300MW,汽轮机以抽汽凝汽式汽轮机,从1号机组-8号机组正式投产发电,其中,凝汽器胶球清洗装置系统一直采用的机械和电气系统,可编程控制器采用该厂引进的OMRON系列产品。设计由该厂人员完成。由于胶球清洗装置系统运行时间较长、环境潮湿、缺乏维护等原因,胶球清洗装置系统投运情况一直较差,收球率较低,并且当时的设计和实际情况有出入,程序需要进行完善。随着全社会节能降耗贯彻执行的深入,进行汽轮机凝汽器胶球清洗装置系统控制完善越来越迫切。
1胶球清洗装置系统的作用
     汽轮机凝汽器胶球清洗装置系统是提高汽轮机热效率的一个重要环节。在朗肯循环中,凝汽器将过热蒸汽在汽轮机做功后的乏汽凝结放热,在这个过程中,温度基本不变,而熵值增大。凝汽器胶球清洗装置负责将凝汽器铜管中的污垢清洗干净,使之不堵塞,提高循环水与凝结水的换热效率。如果出现胶球清洗程控失灵或电机烧毁等现象则使胶球清洗无法进行,影响胶球投入率,导致铜管积垢,换热效率降低,增大汽轮机排汽温度与循环水温度的端差,降低凝汽器真空,从而降低汽机热效率,增加供电煤耗。按张电2014年150亿kWh发电量,供电煤耗增加0.01g、kWh,相当于燃用同样的煤少发电45.6万kWh。张电汽轮机的热效率是38%,提高胶球清洗的可用率,就是提高汽轮机的热效率。由于1号机组投产至今已10多年,设备老化、设计缺陷等因素制约着胶球清洗装置系统的正常投入率。图1所示为7号机胶球清洗装置系统图,以此简单示意胶球清洗装置系统。
2改造前的现场调查
     分析胶球清洗装置系统在这些年的运行和维护过图17号机胶球清洗装置系统图程中出现的问题,对出现过的故障进行总结和统计分析。发现存在胶球泵不停、程控失灵、电机烧毁、限位失灵、阀门卡涩等现象。其中胶球泵不停、限位失灵是胶球系统产生故障的大部分原因。根据分析,胶球泵不自停和胶球程控失灵可从程序设计方面查找问题的根源所在;电机烧毁,限位开关失灵可以从人的因素、设备的因素、环境的因素查找问题的根源所在。
3控制完善策略与实施
3.1设备健康状态的提高
     系统控制实施的基础是设备健康状态的提升。先,利用平时维护检查时间,从设备卫生,环境治理提高设备健康水平。彻底改善胶球清洗装置系统日常运行环境。打扫设备卫生,接线盒丢失螺丝补齐,加强密封避免因为潮湿或阀门接线盒进水引起阀门损毁卡涩。
3.2控制现场硬件的提高
     控制实施根本是现场硬件的良好的可操作性和可靠性,针对现场阀门限位开关调整不好引起的控制失灵等问题,利用机组检修和停运的机会,进行现场限位开关调整和阀门调试,并且对超过额定电流的保险进行更换,对接点氧化的继电器进行更换。通过以上工作,胶球清洗装置系统在节省资金,节约开支的原则下,硬件水平得到提高。
3.3控制程序完善和改进
     2014年8月5号机组小修、2014年12月1号机组小修和2015年1月4号机组小修张电安排了胶球清洗装置系统程序完善非标项目。在检修中,利用机组刚刚停机,汽机人员还没有拆阀门的机会,详细检查各个阀门的控制回路,带电操作确定阀门控制及反馈回路的故障所在;认真检查OMRON2C201H可编程控制器的输入、输出卡件,与现场回路进行对照,并调出C201H的源程序,充分研究后,进行程序更改,完善逻辑,调整PLC的内部时间设置。其中对反冲洗中胶球泵的自启问题,做出如图2更改。经过多次试验,程序回路运转正常。
图24号机胶球程控泵启动回路
4经济效益分析
     经过在上述机组检修中对汽轮机凝汽器胶球清洗装置系统控制完善,胶球程控系统的可利用率提高,从检修后机组带来的经济效益与系统控制完善前进行对比,在1、4号机组小修胶球清洗程序完善非标项目实施后,没有发生因为程序原因导致的胶球泵电机烧毁。按照1台380V胶球泵电机大约价值3000元,对比改善之前5台胶球泵电机电机烧毁,则节约资金15000元。同时,还有节约各阀门的资金。
     另一方面,从间接经济效益计算,胶球投入率由检修前的93%上升到97%,提高了凝汽器的真空度,降低了汽轮机端差。根据热工试验组提供:汽轮机端差每下降1℃,机组热效率提高0.1%,发电煤耗下降0.689g、kWh。影响端差的因素有负荷、环境温度、循环水、铜管清洁程度。如果按照胶球投入率提高4%使得端差下降10%计算,按照2014年150亿kWh的发电量,发电煤耗折合下降0.00928g、kWh。发电量折合增加455926kWh,按照0.32元、kWh的电价计算,全年节省人民币145896元。
     通过汽轮机凝汽器胶球清洗装置系统控制的完善,提高了设备的健康水平,产生了良好的经济效益,符合建设集约型社会的理念。但是值得注意的是OMRON2C201H系列程序储存在停电状态下依靠电池供电,需要定期更换。