凝汽器海绵胶球清洗装置改造主要原因分析

凝汽器海绵胶球清洗装置改造主要原因分析

    凝汽器海绵胶球清洗装置改造主要原因分析,对电厂存在已久的胶球清洗装置收球率低的问题进行了深入探讨,结合电厂对胶球清洗系统的改造、试验过程,分析并提出了影响胶球清洗装置清洗效果及收球率的诸多原因及其解决方法。
    凝汽器胶球清洗装置是保证汽轮机凝汽器长期稳定高效工作和汽轮机安全经济运行的重要设备。通过投运胶球清洗装置可以有效地保持凝汽器水侧的佳清洁度,降低温度端差,提高传热效果,减少循环水量,提高机组真空水平,从而使机组热耗下降,节省燃料,增加发电量。
    目前,我国300MW汽轮发电机组普遍存在凝结器胶球清洗装置收球率低或根本不能运行的情况。电厂2×300MW机组凝汽器胶球清洗装置系统自安装投产以来亦存在收球率低的问题。通过分析,结合对胶球清洗系统改造的试验过程和对不同厂家生产的胶球进行试运的试验数据进行分析,找到了影响胶球清洗装置收球率低的诸多原因及其解决方法。在1号机组2次大修中,对凝汽器左侧胶球清洗装置设备管道阀门系统进行了改造,取得了理想的效果。
凝汽器海绵胶球清洗装置系统改造
    在1号机进行1次检查性大修中,针对上述缺陷,对1号机胶球清洗装置及凝结器右侧水室进行了改造,主要采取了以下措施:
    a.凝结器水室堵死角；
    b.将胶球泵、装球室等从凝结器底部移至凝结器外；
    c.取消了胶球泵全自动控制装置；
    d.胶球泵进口管由<108mm改为<133mm,出口管由<89mm改为<108mm；
    e.收球网胶球出口斗加大；
    f.管道系统减少了弯头、转角,减少了水流管道损失。
    采取上述改造措施后,对1号机胶球清洗系统进行清洗收球试验:循环水进水压力:0.06MPa,投胶球清洗1h后收球0.5h,左侧收球量为0,右侧收球量为181只(收球率为22.5%)。从试验结果可以看出,通过对胶球清洗系统管道系统进行改造,缩短管路,减少管路阻力以后,胶球清洗装置收球率有了一定程度提高,但不理想。
    经现场反复试验和统计,从装球室投入的胶球,有近2、3存留在凝结器的后水室里,有近1、6积集在凝结器前出水室和收球网出球斗处,球不能回到装球室内,从装球室收到的球约1、6。
分析认为导致凝汽器胶球清洗装置收球率低的主要原因为:
    凝结器水室存在涡流,水室结构不利于胶球运行。凝汽器的外型尺寸大,设计时,为了使凝结器进、出循环水管布置紧凑,水室设计为左右水平布置。凝结器的这种布置方式,容易在水室多处水空间形成涡流。这些涡流的存在,使得部分胶球滞留在这些涡流区,不参与循环,只能随机地被循环水带出涡流区,导致胶球循环不畅。另外,循环水在凝结器后水室水平转弯回到出水室,这种循环水流动方式也不利于胶球的运行(胶球在后水室时所受的浮力与循环水的流动方向成90°夹角)。大量胶球淤积在凝汽器的后水室顶部而不能随循环水流入出水室,导致收球率低。
    凝结器胶球清洗的收球率与装置设备、管道、阀门系统的性能和布置有关:
    ①收球网在投球运行过程中应始终处于关闭状态,经检查收球网2块格栅板均可严密关闭,2栅板上端密闭间隙亦符合要求(≤7mm),但收球网栅板与竖直方向夹角过大,胶球运行的阻力也就大,导致胶球不能顺利通过收球网的2个出球口,在出球口处造成积球,使收球率降低。
    ②装球室容积太小,增大了管道阀门系统的介质流动阻力;其次是下部的切换阀不能限位,关闭不严,造成了漏球。
    ③输球管道有90°大弯,管道长,增加了收球时间,增强了水流的紊流状态,使流动阻力加剧。
    ④装球室入口的球阀取消的改造不妥,停泵收球时装球室内的球易倒吸入输球管。
    进行凝结器胶球清洗装置时,凝结器循环水进出水压差对其收球率有直接的影响,压差加大,收球率提高。
左侧胶球清洗装置改造
    为解决凝汽器后水室集球和收球网收球率低的问题,先后对国内胶球清洗装置的生产和使用情况进行了多方调研和技术研究,在1号机组2次大修时对1号机左侧胶球清洗装置管道阀门系统进行了下列改造:
    更换收球网,在保留SF型(活动栅格分流型)基础上,利用收球网筒循环水管的高度,加长收球网高度,加长格栅板长度,以减少格栅板与竖直方向的夹角,并加装了导流板,减少运行阻力。新收球网具有清洗时水阻小、运行时反冲洗角度合理、不积污、不逃球、不积球、收球率高的特点。
    更换装球室为直通型(ZQS-型),加大了装球容积,减少装球室在胶球清洗管路中的水阻,杜绝了装球室的漏球,提高收球率,同时解决了过去装球、取球的困难。
    在凝结器后水室加装导流板,使循环水在后水室内产生紊流,不易产生涡流或减少涡流;在凝结器后水室顶部加装排空气管,使循环水能充满整个水室,使胶球与循环水一起顺利回到前出水室,经过收球网回到装球室。
    缩短胶球泵与收球网间管道长度,减少管道系统流动阻力,对胶球清洗系统的位置进行重新布置:收球网旋转一个角度安装、胶球泵移位靠近收球网,在胶球泵出口至装球室进口间管路上加装球阀、装球室至循环水进管道之间的管道拉直等。
    1号机组左侧胶球清洗装置管道阀门系统及凝结器水室改造后,在机组运行中进行了各不同工况的清洗收球试验:使用胶球,启动2台循泵单供1台机,清洗、收球各0.5h,收球率为74%,清洗0.5h、收球1h,则收球率为96.2%;使用另一公司生产的胶球,启动1台循泵单供1台机运行,清洗、收球各0.5h,收球率为60.87%,启动2台循泵,清洗、收球各0.5h,收球率为92.5%。通过2次改造后,收球率有了突破性的提高,取得了理想的效果,达到了预期目的。
    要提高胶球清洗装置清洗效果及收球率可采取以下主要技术措施:胶球的质量要有保证,应确保湿态下比重略大于或等于水的比重;应定期对收球网进行全面检查,确保格栅板与竖直方向夹角不至过大及格栅板关闭的严密性;胶球泵要尽量靠近收球网,以增加对胶球的吸力;胶球清洗装置管路应尽量短,减少弯头,降低管道阻力;对凝结器水室应进行全面检查,消除涡流区和死区;清洗及收球时应保证循环水流量。