海绵胶球冲洗凝汽器胶球清洗装置效果及存在问题分析

海绵胶球冲洗凝汽器胶球清洗装置效果及存在问题分析

      海绵球运行中冲洗凝汽器这一新技术的试验成功和全面推广，为确保汽轮机组的安全、经济、满发，当前国内外广泛采用胶球清洗凝汽器这项技术革新。它可以在不停机或不减负荷的情况下达到清洗凝汽器的目的，使铜管经常保持干净，维持机组额定其空，为国家节省大量的煤炭；叉能防止铜管结垢，避死垢下腐蚀，延长了铜管的使用寿命；主要的优点是能节约煤、多发电、节省大量的劳动力，减轻工人的劳动强度、改海工人的劳动条件。对于大功率汽轮机组，凝汽器铜管长度超过10米、饲管根数超过万根，用人工清洗非常困难，必须采用胶球清洗或其它更好的方法才能满足发展的需要。
      目前，对于用普通海绵球清洗凝汽器铜管内软垢，国内外应用较广，经验较多，效果显著。对于结硬垢的机组，用胶球清洗凝汽器，国外其说不一，国内向无成熟经验。根据水电部2月会议精种，各结硬垢电厂都在积极摸索经验。我厂在热工研究所，海绵橡胶厂，内蒙电力试验所等单位的大力协助下，于8月在三号机上安装了此套装置并投入运行。半年多的运行实践证明：采用胶球清洗凝汽器对防止铜管内壁结垢是有效的。除掉管内硬垢，需用金钢砂海绵球。普通海绵球除硬垢的效果较差，但用曾通海绵球防垢已初见成效。三号机采用胶球清洗以来，凝汽器具空一直保持在历史好水平。过去每年总要在过夏前用人工捅刷凝汽器，否则影响出力，无法过夏，今年过夏前不需再用人工捅刷。这一事实充分说明了用普通海绵球进行定期清洗凝汽器，能够防止硬垢沉积，达到保持铜管清洁的目的。
二、胶球清洗装置设备与试验概况
      三号机是2.5万旺抽汽机组，凝汽器冷却面积为2000米2,铜管直径为24/22毫米，管长为6050毫米，铜管数为4420根，设计冷却水量为5000吨/时。
      为了确保胶球同收率良好，在三号机水井前加装一道粗滤网(网孔为25×25毫米)和一道细滤网(网孔为10×10毫米)。凝汽器水室中采取消除死角和支管加网等防止胶球落人的措施。
胶球清洗装置系统见下图。
      收球网采用周定式，锥角为19度，下锥口直径为89毫米，锥形网上的长圆孔尺寸为80×8毫米，网孔面积约为循环水管通流面积的2.1倍。(由于加工困难及安装位置所限，没有达到8～4倍要求。)胶球泵用2±PW型污水泵，阀门用普通球阀。选用海绵橡胶厂生产的919配方普通海绵球和特种金钢砂海绵球进行试验。
      补水系黄河水，其硬度平均为6.3毫克当量/公升，平均含沙量为500毫克/公升，铜管内硬垢层达1毫米以上。在大修中对每根铜管都用直径20,5～21,5毫米钻头钻过，已将大部分硬垢除掉，但铜管内壁仍留有不均匀的残余硬垢。为了保证胶球能频利通过铜管，逐根用2～3公斤/厘米2压缩空气枪使直径20.5毫米的黑色硬质胶球从管内吹过。投球前，将一流程铜管入口加装5×5毫米网孔的细滤网，启动循环水泵，凝汽器通水24小时后，将网子从人孔盖中拆除，其目的是防止积存在管道和水沟内的杂物再进入凝汽器管，造成堵塞。
      运行实践证明，三号机胶球清洗装置系统由于铜管内残余硬垢未彻底清除，硬垢表面粗糙，运行初期，海绵球磨损速度较快，连续运行20～30分钟，海绵球已被磨脱皮。脱皮时间较户县热电厂缩短8倍。经过一个多月以后，由于铜管内壁被磨光滑，海绵球磨损速度也大大诚慢，连续运行一小时才大批轻微脱皮。使用919配方湿态直径24毫米的海绵球，连续运行22小时，直径方向被磨损掉1.2毫米。连续运行40小时，不均膺小了3毫米左右，被磨得历害的海绵球，湿态外径已接近铜管内壁残余硬垢内径20.5～21,5毫米。
      为了利用海绵球除掉铜管内硬垢，骨自制金钢砂海绵球，山于缺乏经验金钢砂在普通海绵球上未粘中，运行牛小时即被磨掉，所以清洗效果不明显。试制金钢砂海绵球及时寄到，支拨我们，次在三号机上用金钢砂海绵球进行除硬垢的试验，试验结果比较满意，我们对十宁、环形、帽式三种型式的金钢砂球部进行了试验。认为环形金钢砂球效果较好(容易通过铜管叉较耐磨)。利用金钢砂特种海绵球累计运行9小时，直径方向被磨小1毫米，使凝汽器清沾度提高约10%。这说明利用金钢砂球除掉铜管内残余硬垢是有一定效果的(见表1)。
表1
注：机组有抽汽负荷，主要以相同凝结水量来进行比较。
      两台循环水泵运行时，海绵球在三号机清洗系统循环一周约15秒，平均水流速度约1.7米/秒。一台循环水泵运行时，海绵球循环一周平均为20秒，水流速度约1.2米/秒。使用湿态直径为23～24毫米的海绵球，四个月的平均胶球回收率在85～90%左右。
三、胶球清洗装置系统清洗效果
      1、用普通海绵球运行半年多的实践证明，铜管内无新垢附着迹象，说明海绵球在铜管内连续地循环，能够防止硬垢的沉积。这可从刚刚投入胶球时的运行记录及运行半年后的运行记录比较得到证明(见表2)。
      由表2中可以看出，在负荷与循环水入口水温相似条件下，员空度、端差、清洁度各指标与刚刚投球时接近，这就足以说明铜管内没有再继续积垢。
      5月3日抽出甲侧新装运行半年的铜管剖开检查结果，无硬垢附着，铜管内壁比较干滑，这叉进一步证明定期投入普通海绵球清洗凝汽器能够防止硬垢沉积。
      2、三号机投人胶球清洗后，与同期相比其空度提高约1.5%,达到了历史上好的的水平(见表3)。
注；*为一台循环泵运行。2,8,4记录为两台循环水泵运行。
      再以1974年以来4月份为例，平均循环水温都在20℃左右，在排汽量相近的情况下，1976年采用胶球清洗半年后的4月份月平均员空度较同期提高2,1%(见表4)。
表3
      考虑到铜管是逐渐脏污，其空是逐渐下降的。由于采用了胶球清洗，至年预计提高凝汽器真空度1.5%,即煤耗降低1.5%。全年可为国家节省标准煤约1000余吨。
      机组在每年过夏前，必须停机进行人工捅刷，由于结垢较硬，需用电动机带动麻花钻头捅刷，整个凝汽器捅刷一遍需投入11个强劳力，在条件艰苦的情况下需连续工作20个昼夜。采用胶球清洗后，可以不用停机进行人工清扫，不仅节省劳力，每年还可多发1200万度电。
五、胶球清洗存现问题
      1、在循环水的净化处理上还需下功大。根据我厂循环水内积有木块，石头子，泥沙等特点，安装一道10×10毫米的细滤网是不能满足要求的。三号机经常因水头，石子堵塞管子而停下半面进行清理，需要再加一道细滤网，或者在可能的情况下，加装旋涡式滤网，以减少平时维护的工作量，使胶球清洗更加完善。
      2、对于铜管清沾程度的监视办法还需进一步摸索。端差和员空度的影响因素较多，不能完全鼎它做为监视的依据。“清沾度计算法”对于结软垢机组，消洗前后相隔时间较短，受其它因素影响较小，效果明显。根据对三号机的长时间监视证明，结硬垢机组短时间内结垢速度不如结软垢快，效果不明显。此外，该法受蒸汽负荷、循环水、水流速度变化的影响很大，虽然计算时进行了修正，仍不能完全修正过来。如在水流速度和蒸汽负荷不变的情况下，循环水入口温度在20℃以下时，计算出清洁度约为60%左右，而水温仆到28℃左右时，计算清洁度约为75～80%。实际管内结垢情况并无变化。同理，水温不变、改变水流速度也有同样的影响。如何监视更合适，有待进一步摸索。
六、结论
      1、坚持长期使用普通海绵球消洗硬垢机组，对于防止硬垢的沉积是有效果的。
      2、金钢砂球可以除掉管内残余硬垢，但应慎重使用，不宜多用。
七、议建
      1、对于硬垢电厂，胶球磨损速度较快，建议橡胶厂能生产一种耐磨性能介于金钢砂球和普通海绵球之间的一种球，如缩醛球，以减少磨损速度，降低费川，延长海绵球使用寿命。
      2、随着用胶球泵的正式生产，我厂四号机已安装4/5Q×9型用胶球泵。这种泵性能较PW型污水泵好，态议采用胶球清洗的2.5～10万斑机组，尽量使用此泵，以降低胶球磨损速度。
      3、为了加强水的净化，确保胶球长期顺利运行，建议在循环水入口管段上加装旋涡式滤网。
      4、建议设计部门在新机设计时，考虑胶球清洗装置。