胶球清洗装置凝汽器提高收球率的方法

胶球清洗装置凝汽器提高收球率的方法

      凝结器是凝汽式汽轮机的主要辅机，在设计参数决定之后，保持凝结器的清洁是提高汽轮发电机组效率的主要途径之一。目前，清洗凝结器的方法有很多，如：水枪喷射棕刷法、气枪射丸法、干洗法、尼龙刷自动清洗、胶球自动清洗等等。在以上各种方法中，胶球连续清洗凝结器已显示出它独特的优越性，得到了广泛的应用。但是，据我们了解，胶球清洗装置普遍存在收球率不很高的情况，多数在80～85%,高的也只在90%左右。如何提高胶球清洗装置的收球率，成为热机工作者克服胶球清洗装置不足的研究课题。
      电厂装有一台N6-35-1型汽轮机，凝结器为双路双流程表面式；冷却面积560M2;凝结器有铜管2402根；管径φ20×1毫米；管长3800毫米；材质为H68;冷却水系统为二次闭路循环系统：补充水取自山溪性小河，河水易涨易落，泥沙含量大，铜管结垢多，造成端差大，影响真空。一直采用人工清洗的方法，劳动强度大，易造成铜管泄漏，次数多，要减负荷进行，影响经济效益。
      电厂自行设计制造和安装了胶球清洗装置系统。但收球率较低，没有达到理想要求。5月大修期间对胶球清洗装置系统进行了关键部件的改进。经过9~10月的运行测试，收球率平均稳定在95%以上。经过半年多的运行，收球率都保持上述水平。
一、胶球清洗装置主要部件初步设计及设备布置
      胶球清洗装置包括：收球网、装球室、胶球输送泵和管道系统。系统如图1。
1--胶球泵，2一收球网，3一装球室，4一凝结器进水管，5—凝结器出水管，6、7、8、9、10、11一阀门。
1.胶球泵选用那郸电力修造厂生产的4/5Q×9型胶球输送泵，配装4kw电机。
2.收球网：
      收球网采用栅条形滤网，滤网栅条与管道中心线的夹角为30°,为使滤网通流面积增大，将滤网段的循环水管直径由φ425加大到φ625,栅条系40×6的扁钢，栅条间距为5毫米，滤网通流面积为0.279M2是循环水管截面积的1.96倍。
3.装球室
      装球室为立式圆筒型；直径φ325毫米；高500毫米；收球斗小孔直径为φ6毫米；装球室顶盖上装有窥视孔；用来观察收球及胶球循环的情况。装球室的高度受到现场场地的限制。
4.设备布置
      管道系统的布置，力求管路短；弯头少；管道均采用φ108×3的管子，阀门均采用操作方便，不卡球的Q41F-16QT型的球阀。胶球泵为便于操作、检修，装设在地面上。而收球网的安装高度则大于胶球泵的水平中心高度，使得胶球泵有一定的倒灌高度。装球室装在胶球泵的出口，由于现场场地的限制，使得凝结器两侧收球网到胶球泵进口的距离不一致，其水阻也不相同，同时胶球分配器也无地方可安装，所以在设计时，取消胶球分配器，用系统的阀门倒换来控制胶球的运行路线，以分别清洗凝结器两侧。
      本厂循环水系统属于二次闭式循环形式，但锅炉冲渣用水也是由循环水出水供给，补水量每小时达200吨以上。补充水来自山溪性的小河，河边补充水泵进口装有拦污栅，在凝结器中的杂质，主要是泥沙的沉积，因此在设计中，没有考虑循环水二次滤网。
二、胶球清洗装置的运行和调整
      胶球是通过拆开装球室顶盖法兰而装入装球室，胶球运行清洗甲侧凝结器时：开启阀门6;7;9;关闭阀门8;10;11;启动胶球泵。收球运行时：开启阀门11;关闭阀门6;7;胶球运行清洗凝结器乙侧时，则开启阀门6;8;10;关闭阀门7;9;11;启动胶球泵。收球运行时，开启阀门11,关闭阀门6;8。
      在调试过程中，将凝结器水室的死区用弧形钢板堵死，以防止死区集球，造成收球率下降。通过半年的调试，胶球系统存在清洗效果不佳的问题，主要原因是收球率不高，仅40～60%,造成收球率不高的因素有四个：
      ①椭圆栅板形收球网与管道中心线的夹角过大，对于收球不利。
      ②收球过程中，装球室的排水是通过一根φ57×3的管子排向地沟，限制了胶球泵的出水流量，造成收球网内外压差增大，使得收球网上集球。
      ③收球网的锈蚀通流面积大为减小，同样造成收球网前后压差大，同时表面不光滑，杂质易于积集，对收球率的下降也有一定的影响。
      ④由于栅板制作工艺不良，间隙不均匀，间隙大的卡球，造成堵塞。鉴于以上原因，近二年多来需人工清洗凝结器，辅以胶球清洗。
1—上收球网；2一下收球网；3一圆罩；

三、胶球清洗装置主要部件的改造
      为使胶球清洗装置能正常的投入使用，于1986年大修期间对胶球清洗装置中的收球和装辣室进行了以下改造。
1.重辨设计制作收球网
新设计的收球网如图2包括：王皎球网；下收球网；圆罩；调节阀。
      ①上下收球网：上、下收球网均为固定式圆锥形滤网，开小孔φ6;圆锥角Q=10°;开孔率为22。67%;开孔面积为通流面积的2。6倍。在保证强度的情况下，收球网材料采用?=25mm的1Cr?g不锈钢(试制中采用普薄钢板)。在没计中考虑到防止收球网内产生旋涡，胶球堆集在收球网的中部，将圆锥角取得较小，总的面积增大，开孔面积增大。在制作过程中，要求上、下收球网结合部的间隙小于6毫米，防止逃球。考虑到循环水管内水的流速并不高(V=1.3m/s),装设收球网后水阻在1M水柱以下，因而装设收球网的循环水母管恢复到原管径φ425毫米。
      ②圆罩、调节阀：为防止下收球网产生胶球堆集，改善下收球网的水流状况，在下收球网上加装圆罩，并通过调节阀调节通过圆罩的水流量，即通过下收球网的水流量，在胶球运行时，关小调节阀的开度，流经圆罩的水流量减少，下收球网的内外两侧的压差就减小，使之不能集球。四罩果用φ219的管子制成。
2.装球室的改造
      原装球室只装有一根φ57的管子在收球时向地沟排水。使胶球泵从收胶球网前吸水流量减少较多，即胶球泵不能将收球网底部的水流抽尽，造成收球网前水流的部分速度头转变为静压头，收球网出口前内外压差增大，从而产生集球。为解决这个问题，在装球室的筒体上，装球室滤网后加装一根φ108×3的管子到循环水出水管收球网的下部500毫米处。使收球运行时，保证了胶球泵的流量，使水流通畅。
改进后的系统如图3。
1一胶球泵；2一胶球网；3一装球网；4一疑结器进水管；5一凝结器出水量；6、7、6、9、10、12一阀门
四、胶球清洗装置的运行
      自8月胶球清洗装置改造完成投入运行到1886年12月的四个月时间内，共计投球运行40余次，每次运行90分钟左右。收球率平均稳定在95%以上，在试验中多次出现收球率为100%,收球率统计见表1。
      这期间不需要人工清洗凝结器，而凝结器的平均真空比改进前提高6mmHg以上，端差降低4℃左右。由此机组每年将增发一定量的电度。平均真空与端差对比见表2。
      由于胶球清洗系统的投入使用，保证了汽轮机组的经济、满发。同时由于不需要减负荷人工清洗凝结器，满足了电力紧张情况下的供电。减轻了工人的劳动强度。一年能为电厂增收节支三万余元。项目见表3。