凝汽器胶球清洗装置的效率评价及可靠性分析

凝汽器胶球清洗装置的效率评价及可靠性分析

凝汽器胶球清洗装置循环系统
      新设计的凝汽器不存在“死区”。胶球在循环回路中若能快速通过收球网，效率就会提高。因此，胶球通过收球网部分的大栅板和回收系统时，速度不能减小。大栅板的作用是把胶球收集起来，送到回收系统中。被大栅板挡住的胶球在水流冲击下沿栅棒下滑，所以保证胶球在栅板上顺利滑移是胶球清洗系统具有较高效率的重要条件。这些条件包括：
1.1栅板倾斜阀
      要求它与垂直水流成25°角。角度大于25°,胶球可能会卡在栅板上；角度太小也无多大益处，只要系统设计得当就可以。
1.2收球网中的水流速度V
      国内对V的设计是小于2.0m/s;国外的设备，如用于珞璜、江油电厂的清洗设备，要求V<2.5m/s。速度过高，胶球可能楔在栅板上；速度低些是容易做到的，但一般不低于1.7m/s,
1.3栅棒间距L
      国内、外设备分别要求L小于7mm和不超过5mm。间距大于数值要求，会使胶球卡在栅棒中。为了降低制造成本或出于其它考虑，有些清洗装置收球网的直径做得很小，致使水流速度超过了要求。在这种情况下，收球网栅板大多设计得很陡，倾斜角小于25°,L也大于允许值，目的是使栅板压力差达到可承受的水平。但是，此种设计并不能使胶球沿栅板的移动状况得以改善，反而会因棒距加大使胶球卡住的可能性增加，至使胶球损失增大(一般要求收球率大于95%).
2胶球回收系统对清洗装置效率的影响
2.1凝汽器胶球清洗装置回收系统的设计
      胶球被栅板收集后流入回收系统。这部分回路设计是提高清洗效率的关键。在回收系统中，胶球沿着与主水流垂直方向运动，若收球网部分的流体性能设计不合适，胶球就会在此区域滞留较长时间。
      回收系统的设计发展很快。先进的设计能做到即使水中有杂物存在也能使胶球快速通过回路。这部分回路设计居世界先进水平，称为“涡流室”。涡流室位于大栅板下面，其内部有一块导流板将水流分成两部分，产生两股涡流进入涡流室。胶球流向再循环管，水从涡流室两旁带孔金属板处流出，涡流室的特点是：胶球与杂物以高速运动并快速(0.5S内)通过胶球再循环管，杂物不影响胶球传送；在冷却水杂质较多的情况下，涡流室两侧的带孔金属板仍保持清洁；合适的涡流室尺寸取决于收网球直径；大栅板反冲洗时，涡流室的一边及一面大栅板打开，以便消除不能流过出口管的大块杂物。
2.2胶球循环回收系统对清洗效率的影响
      设计较好的胶球清洗装置，每个胶球完成一次循环大约需要30s,即每个胶球1min内可以清洗2根凝汽器管。所以，提高胶球清洗装置的效率必须抓住收球网这一主要环节。
      考核凝汽器胶球清洗装置系统可靠性重要的原则，是保证胶球在完成一次循环后能回到初始位置。对于近几年投入运行的胶球清洗装置来说，影响其可靠性的主要因素是收球网泄漏引起的胶球损失。一些老的设备，胶球还可能聚集在凝汽器的某些部位。胶球损失是很容易发现的，一是装入新球后在收球装置中回收不到大致相同数量的胶球；二是在冷却塔中发现大量的胶球。胶球损失过多会使循环回路中胶球数量逐渐减少，导致凝汽器管清洗频率降低，造成较大的能量损失。例如一台900MW火电或核电机组，若胶球清洗装置可靠性差，可使汽轮机背压提高40～50Pa,减少出力4~5MW,同时也增加了胶球本身费用损失。影响胶球清洗系统可靠性的原因是多方面的，多数情况是由上述一个或几个因素引起的。所以，一旦发现清洗系统可靠性降低，在机组停运时，应认真检查收球网、凝汽器内部状况，以确保胶球清洗系统高效、可靠地运行。
凝汽器胶球清洗装置循环系统
      凝汽器胶球清洗装置可以提高火力发电机组的热效率。由于海绵胶球对凝汽器管内壁污垢进行自动清洗，因此可以提高管子清洁度，改善凝汽器的真空，降低发电煤耗，延长凝汽器管的使用寿命。一台200MW火电机组真空度提高1%,就可节省标准煤3345t/yr。
      安装胶球清洗装置以来，新设计的火电机组几乎都选用了这种设备，而且生产该设备的企业也越来越多。但是由于各种原因，实际投入运行的胶球清洗装置的清洗效率差别较十min,减少锅炉燃油耗量近20t,多发电近730MW,节省厂用电44MW。
图汽轮机启动曲线
      1一再热汽温度(改进后);2一中压缸下内壁温度(改进后);3—再热汽温度(改进前);4一中压缸下内壁温度(改进前)
推力轴承工作正常
      采用中压缸启动带负荷时，推力轴承温度随负荷增加而增大，通过控制负荷，较好控制大。效率低的设备将会降低凝汽器性能，用户在机组检修时，采用机械或化学方法清洗凝汽器，影响管子的使用寿命，增加了费用，延长了检修时间。
      胶球清洗装置的效率指的是使每根凝汽器管具有足够清洗频率的能力。当脏物尚未在管壁上粘牢前，使胶球通过管子，将脏物擦洗掉。事实证明，清洗频率须达到每5min1个胶球，即使对于未经处理的、易于结垢的循环水来说，也是以防止管子结垢。胶球在循环回路中循环所需时间越短，快速通过系统中各个部分而不停滞，其清洗效率就越高。胶球清洗装置循环系统如下图所示。推力瓦块温度，在负荷20MW时，大值只有63℃。
节省资金，简化系统
      根据热力系统和设备特点，只改变运行方式和操作程序，实现中压缸启动，节省改造资金，同时简化了系统。
建议
      1、采用中压缸启动方式，要求锅炉参数较高，来适应中压缸启动，为此建议在汽轮机冲转前，锅炉投粉，来增加锅炉蒸发量和稳定燃烧。
      2、汽轮机中压主汽门前管道设计无疏水点，应加疏水管，以减少汽轮机侧和锅炉侧偏差，有利于提高再热汽温，适应中压缸启动
      3、采用中压缸启动方式，应制定严格的操作程序，汽轮机、锅炉、电气运行应加强配合。
      4、机组大修后应采用邻机汽源进行中压缸启动找动平衡，可节省锅炉启动用油，增加设备灵活性。