胶球清洗，循环水胶球清洗装置系统收球故障分析及处理

胶球清洗，循环水胶球清洗装置系统收球故障分析及处理

发电厂循环水胶球清洗装置系统经常发生胶球堵塞在收球网的胶球出口处，不I能循环清洗凝汽器铜管内的水垢，导致汽轮机排汽温度升高，机组经济性下降。经选择，利用j流体涡流原理对胶球清洗系统进行改造，在收球网栅板的胶球出口处加挡板，并根据实际情j况确定挡板尺寸，改造后，收球效果良好。

［关键词］胶球清洗系统；循环水管道;胶球堵塞；收球网栅板

电厂循环水的作用是在凝汽器中冷却汽轮机排出的蒸汽。汽轮机排汽温度每降低1丁，就可减少供电煤耗约1g/kWh。由于北方的水质硬度大，循环水在凝汽器铜管内容易快速结垢，严重影响循环水与汽轮机排汽的换热效率。如果循环水胶球清洗系统发生故障，无法清除凝汽器铜管内的水垢,会使汽轮机排汽温度升高，导致机组经济性明显下降。达拉特发电厂汽轮机型号为T2A-330-30-2F1080,单轴、三缸、亚临界、中间一次再热，两排汽、冲动、凝汽式，胶球清洗系统为河北电力修造厂生产的DK2000型胶球清洗装置。据统计数据，达拉特发电厂la的燃煤费用因胶球清洗系统故障而增加1000多万元。为此,对胶球清洗系统进行改造，解决胶球系统投运不正常问题，对提高机组的经济性具有主要意义。

1循环水胶球系统构成及原理

1.1胶球清洗装置系统构成

电厂机组循环水胶球清洗装置系统构成如图1所不O

1.2胶球清洗装置原理

工作原理：用胶球泵将胶球输入到凝汽器的循

环水入口处后，循环水将胶球带入凝汽器的铜管内，清洗铜管内的污泥、水垢，缓解水垢的沉积速度；胶球从铜管出来后进入凝汽器出口的循环水管道内，在循环水管道的收球网处被收集，然后回到胶球泵的人口继续循环。

2胶球清洗装置故障及原因分析

2.1胶球清洗装置故障现象

发电厂机组胶球清洗系统投运后，胶球不能有效进行循环，许多胶球都堵塞在收球网的胶球出口B点处刊见图2）。前面胶球阻止后面胶球流动，导致大量胶球卡涩在收球网上，不能循环清洗凝汽器铜管，导致铜管结垢加速，换热效率显著降低。

2.2胶球清洗装置原因分析

循环水管内水的流速为2m/s,在收球网A、B点处的胶球受水流的冲击力可分解成垂直于栅板的力F,和平行于栅板的力F”因栅板处的水阻和水流受管壁的限制,A点的流速大于B点的流速,而且水阻越大,2点水流速度差也越大。根据伯努利方程，不可压缩理想流体在重力场中做定常流动，沿流线单位重力流体的速度水头、位置水头与压强水头之和为常数。由于压强水头与垂直于栅板的力咒成正比，速度水头与平行于栅板的力凡成正比，当咒较大时，胶球与栅板之间的摩擦力增大，在栅板出口B点处易出现卡球现象，前面的胶球卡涩后会阻止后面胶球的流动，终导致越来越多的胶球在B点处急剧堵塞。

3胶球清洗装置改造方案的选择

3.1降低收球网的水阻

收球网栅板的水阻设计值为3900Pa,降低收球网栅板水阻的方法有：减小收球网收球角度a,以增大栅板过流面积;降低循环水流速。

收球网栅板的收球角度a为25。左右，因栅板具有反冲洗功能，受结构限制，该收球角度a不能再小，所以增大栅板过流面积方案无法实现。

降低循环水流速则不能满足凝汽器的冷却需要。而且,胶球的密度略大于水，胶球在流体中的浮力与流体速度的平方成正比，降低流速后使得胶球更容易沉积在循环水管道的下部，不易随循环水到达收球网栅板处进行循环。

3.2在收球网栅板胶球出口处加挡板

在收球网出口处加挡板，如图3所示。循环水在挡板后将形成2个涡流。（见图4）。涡流内部有以等角速绕自身轴旋转的涡束。涡束内为涡核区,涡束外面的流体速度与涡束半径成反比。涡核区的压力比涡核外的水流旋转区的压力小,故涡流有抽吸作用。

图4挡板处形成的涡流

在栅板出口处加装挡板，根据上述原理,栅板上的水压将降低，水流在栅板表面上形成卷吸流动，胶球不易卡涩在栅板上，可在系统内顺利循环。

4技术改造及效果

在收球网处加挡板，具体实施时需要确定挡板的形状和挡板与栅板的距离，理论计算涡核半径、涡核边缘压强、涡核边缘流速等。

发电厂的循环水管道直径2000mm,管道内循环水流量23000t/h,收球角度a为25。。根据以上实际情况，在现场多次试验后确定挡板尺寸为500mmx200mm,挡板与栅板的距离为120mm0加挡板后，胶球收球率可达到90%,能够有效地清除凝汽器铜管内表面的污垢。