凝汽器胶球清洗装置系统改造方案基本原理、组成及胶球类型选用

凝汽器胶球清洗装置系统改造方案基本原理、组成及胶球类型选用

      凝汽器胶球清洗装置系统改造方案基本原理、组成及胶球类型选用，针对国产300MW机组凝汽器胶球清洗装置系统收球率低的问题，发电厂对收球网、凝汽器水室及系统进行了改造，取得了很好的效果。介绍了该胶球清洗装置系统的基本原理、组成及胶球类型的选用，提出了具体改造方案，供同类型机组改造时参考。
      目前我国大型火力发电厂的凝汽器普遍采用凝汽器胶球清洗装置系统，它可以在机组运行状态下清洗凝汽器铜管。从发电厂近几年来凝汽器胶球清洗装置系统运行情况看，凝汽器胶球清洗装置系统的合理设计、使用和维护，不但能降低凝汽器端差和背压，提高汽轮机组真空度，降低机组煤耗，而且能抑制凝汽器铜管的水侧结垢、腐蚀，它是实现机组安全经济运行的有效措施。发电厂1、2号机组原凝汽器胶球清洗装置系统是1994年投入运行的，系统如图1所示。
      凝汽器胶球清洗装置系统流程：装球室→凝汽器铜管→收球网→胶球汇集器→胶球泵→装球室。
      1号机组自投产以来，凝汽器胶球清洗装置系统使用效果不佳，收球率低，造成凝汽器运行条件的恶化，为此，在1995、1996年1号机组临检、小修期间，对1号机组凝汽器胶球清洗装置系统进行了改造。
1设备简介
      我厂1号机组凝汽器胶球清洗装置系统是中国兵器工业长春55研究所设计的产品。此系统的设备规范如下：
      a.收球网(见图2a)型号DDSS-1600—I公称通径1600mm设计压力0.6MPa
      b.装球室型号ZQS400-Ⅱ
      c.胶球汇集器型号150XZ-12.5A图1凝汽器胶球清洗装置系统示意图流量120m3/h转速970r/min
      d.全电压三相空载试验受到现场电源条件限制，试验准备时间长，费用高，而且对故障相判断也需依赖于单相空载试验来确定。
      e.国外一些厂家在变压器出厂试验中给出200V低电压空载试验数据，供现场试验时对比，这一做法值得借鉴。国内的变压器生产厂家应向用户提供单相低电压试验数据，以便现场对比。
      f.电力系统新投入变压器或大修后变压器如能进行低电压空载、低电流短路试验，建立变压器此项技术档案，对变压器的正常运行监视及发生异常、故障时的缺陷判断、查找是十分有利的。
      低电压单相空载试验对查找变压器绕组、铁心故障来讲是值得突出重视的一种试验方法。该方法具有试验设备轻便，易于现场应用，判断故障准确，灵敏度高等特点，应该大力推广。
2凝汽器胶球清洗装置系统的改造
      我厂对1号机组凝汽器胶球清洗装置系统的改造分为两个阶段。
2.1一阶段
      将原收球网拆除，改装为哈尔滨北方节能技术开发应用研究所生产的HSSW-1600型收球网(见图2b)。
      DDSS-1600-I型收球网结构复杂，水阻大，胶球随循环水经过正V形网篦和挡球板落至W形收球栅，2根收球管从W形收球栅的低点接出，正V形收球网的收球管口基本位于管路中心。由于循环水管道内水流的状态为紊流(见图3),而收球点正位于速度大的紊流区域，胶球从正V形网栅经挡球板下落后很快堵在W形收球栅处，不能横向流动进入收球管。
      HSSW-1600型收球网是倒V形网篦结构，收球管在收球网简壳壁两侧，该处由于壁面限制，粘性的阻滞作用使水流速度急速下降，而且这种收球网水阻比较小，胶球能顺利随水流向网栅两侧流动，平稳地进入圆弧状收球管路。此种收球网可通过反向旋转实现反冲洗。更换收球网后，我们进行了投球实验，收球率虽有所提高，但仍不理想。
2.2二阶段
2.2.1凝汽器胶球清洗装置收球网改造
      由于HSSW-1600型收球网是活动收球网，在循环水的冲击下，定位销不紧，易使收球网变位，边缘出现空隙而造成漏球；同时在收球网两侧收球处上部易形成回流区，使部分球在收球网两侧悬浮，不回流。考虑我厂循环水是闭式循环，水质良好可不用反冲洗功能，故把原活动式收球网改成焊接固定式收球网，同时在收球网两侧收球管口上方加装了导流板(见图4)。
2.2.2凝汽器水室改造
      由于循环水进入凝汽器前水室，在水室四角产生死角或回流区，造成部分胶球滞留，不参与循环。针对此情况，在凝汽器水室间隔及四角用5mm厚钢板堵焊(见图5,导流板焊接时不准压盖冷却水管口)。
2.2.3凝汽器胶球清洗装置系统改造
      胶球汇集器位于胶球泵入口管段，由于它的存在，使胶球泵入口管段弯头增多，增大了胶球入口阻力；另外胶球汇集器本身就是大的阻力源，考虑到取消汇集器对系统没有影响，所以取消了胶球汇集器；同时对管路进行重新布置，减少了弯头数量。这样，大大减少了胶球泵入口阻力，利于胶球回收。
3凝汽器胶球清洗装置系统试投及胶球的选用
      凝汽器胶球清洗装置系统改造后，对其进行了试运行，次试验采用海绵胶球、橡胶球、复合橡胶海绵胶球进行投放与回收，收球率均在95%以上。考虑到橡胶球、复合球对以后清洗铜管不利，故选用海绵胶球。
      投放海绵胶球的数量应视管的数量而定。凭经验，一般以单流程铜管数量的1/8为佳，投球数量偏少，清洗效果较差。
      海绵胶球的质量也是决定收球率的主要因素。一般要求海绵胶球有良好的外形，呈蜂窝状，气孔均匀，孔与孔相通，在水中长期存放不发粘，不变形，在水中的膨胀率不超过10%;同时要求干视密度≤0.51g/cm3;湿视密度1.0～1.25g/cm3;相对压缩率30%～48%;扯断强度14.7MPa。
每次回收的海绵胶球要从收球室取出放到清水中，保持海绵胶球的清洁和一定的弹性，把受损坏的海绵胶球选出，补充完好的新球，根据球磨损程度定期更换，保持海绵胶球与凝汽器铜管内壁弹性接触。这样即可保证铜管清洗效果，又可避免铜管内壁出现划痕。
4胶球系统投入后的效果
a.节煤
      胶球系统改造后，开始定期投球，收球率均在95%以上。由于循环水采取加酸加药防垢处理并坚持胶球投入率100%,使凝汽器端差下降了4.5C,真空提高了1.1kPa。由吉林省电力科学研究院所做的1号机组热力试验可知：真空每升高1kPa,机组热耗就下降46.3kJ/(kW·h)。取锅炉效率90%,管道效率99%,标准煤热值29271.2kJ/kg,按1号机1a发电15亿kW·h计算，全年平均节约标准煤量为2929.2t。若按340元/t计算，每年可节约人民币99.6万元。
b.降低端差
      端差是反映凝汽器设备热交换状况的指标，一般凝汽器端差增大，主要是由铜管内表面污垢造成的。凝汽器胶球清洗装置系统的投入对端差下降起到了一定作用，效果比较明显。
c.其它
      凝汽器胶球清洗装置系统正常投运，减轻了大、小修时清洗凝汽器的劳动强度，减少了开支；同时也改善了凝汽器的工作条件，增强了抗腐蚀能力，延长了铜管使用寿命。
5改造后存在的问题及结论
改造后的凝汽器胶球清洗装置系统投运2a来尚存在以下问题：
      由于收球网不具有反冲洗功能，冬季从凉水塔出来的填料易堵塞收球网，应该加强对凉水塔的维护工作，打冰时注意防止损坏淋水装置，同时应加强清污机的运行投入；海绵胶球在使用前需经过浸水处理，费时费力不方便。
      应加强对热工、电气人员的培训，保证凝汽器胶球清洗装置系统的自动投入，减轻投运人员的劳动强度，同时也可保证正确的投球、收球方式。
      凝汽器胶球清洗装置系统的可靠投入，会带来可观的经济效益；通过对现有设备进行改造，就能使其正常运行。因此无论从安全运行方面，还是从经济方面考虑，凝汽器胶球清洗装置系统改造都是值得推广的。