胶球,胶球清洗系统收球率低的原因分析与改造措施

胶球,胶球清洗系统收球率低的原因分析与改造措施

胶球,胶球清洗系统收球率低的原因分析与改造措施北京热电分公司号机组B侧凝汽器胶球清洗系统多年来在运行中收球率低的问题址行了全面的分析和试验，确定了收球率低的原因，并对收球网进行了改造，找到了合适的循环水出口门开度，解决了收球率低的问题。

关键词：现汽器；胶球清洗系统；收球率；收球网

北京热电分公司机组为2X200MWDKEH-1ND31型双缸双排汽抽汽凝汽式汽轮机组，制造厂家为德国ABB公司。凝汽器为对分式双流程结构，循环水为下层进上层出。每台机组的A、B两侧均配置国产胶球清洗装置。1号机组自1999年投运以来，胶球回收率一直较差，B侧胶球系统收球率为20%左右，不能起到正常清洗凝汽器的作用，为从根本上解决收球率低的问题,2010年7月至2011年4月，对可能造成1号机组B侧胶球系统收球率低的因素进行了全面分析，采取相应的试验，确定了导致胶球收不回来的根本原因，并对胶球系统进行了改造，收球率提高到95%以上。

1原因分析

胶球清洗装置由收球网、胶球输送泵、装球室、控制器、胶球及阀门管路等部件组成。收球网直接安装在凝汽器出水口弯管段下方的垂直管段上。造成胶球系统收球率低，可能的原因有：

1.1收球网漏球

收球网如关闭不严、两片格栅闭合处间隙过大或者格栅的网片间隙过大，或者网片在水流作用下变形大,会造成胶球从收球网漏出而不返回到循环系统里。

1.2凝汽器水室积球

凝汽器内部如果存在流动死区，胶球在工作时如果进入到这些死区范围，则在死区积球，不会随循环水流动到收球网处。

1.3胶球循环系统存在问题

胶球泵岀力如果不足或者循环管路系统阻力过大，将造成胶球不能被有效的投送到循环水入口管或者不能被从收球口处稳定的吸入到循环系统;胶球室容积如果不够，当循环收球时胶球室收球数量到达极限，系统阻力过大，胶球泵不能吸入更多的胶球。

14收球网网前悬浮积球

胶球到达收球网上部后，悬浮在收球网的上部，到达不了收球口处，从而不能被胶球泵吸入回循环系统。

2试验与分析

针对造成胶球系统收球率低可能存在的原因，逐步采取了以下的试药措施。

2.1收球网严密性检查和试验

在1号机B侧收球网处原有的唯一一个人孔的对面，増加了一个人孔，从而保证能从两侧检査收球网的情况。停1号机B侧凝汽器循环水打开人孔，收球网在关闭状态下格栅边缘及两片格栅之间的线接触部位间隙为3~6mm,各网片间隙为10mm,而胶球直径在25~27mm,从静态检查的结果看，胶球不会从收球网漏出。为确认动态下网片是否会在水流作用下变形，造成收球网不严密或者网片变形大使得间隙增大胶球漏出，从装球室出口引出一段试验管路(包括隔离阀门)，直接接到收球网上部2m处的直管段处,跨过凝汽器进行胶球小循环试验。多次重复试验，约30%的胶球回到胶球室，约65%左右的胶球在停循环水后随水位下降到达收球网处。

试验结果表明，在运行中收球网的严密性不存在问题，凝汽器内部死区也基本不存在。

2.2胶球循环系统检查和试验

为检验循环系统是否畅通，停1号机B侧凝汽器循环水，将凝汽器入口水室人孔、胶球收球网的两个人孔打开，调整循环水入口门和入口管段的放水门开度，使得循环水入口管段的水位在胶球泵投球管段出口的上部；调整循环水岀口门和出口管段放水门的开度，使得循环水出口管段的水位在胶球收球口处。关闭收球网，从收球网人孔处在两侧收球口处各投入400个胶球(共投800个胶球，胶球系统正常工作时投球数量为600个)，启动胶球泵，投正常运行投球管路，投球2min后从凝汽器循环水入口水室的人孔处检査，798个胶球正常投入到循环水入口管段。然后，将胶球室置于收球位置，从收球网人孔处在两侧收球口处再次各投入400个胶球，收球2min,检查胶球室有799个胶球。多次重复试验，投球率和收球率均在99.5%-100%之间。

试验结果表明，胶球循环系统不存在管道阻力过大的问题，胶球泵的出力足够吸入和投送胶球，胶球室的容积率足够。因此，胶球循环系统工作正常，不是造成收球率低的原因。

2.3循环水流速试验

通过上面的试验，收球网的严密性、凝汽器内部死区、胶球循环系统，均不是造成收球率低的原因。因此，收球网网前悬浮积球是造成收球率低的原因。收球网本身网片水阻大、收球网脏污造成水阻大；或者循环水流速不够，不能有效的将胶球带至收球口处，均可能造成网前悬浮积球。

收球网格栅采用网片穿接而成，对收球网的网片进行了清理和冲洗，然后投球600个，进行收球试验。试验时通过调整凝汽器循环水出口门开度的方式改变循环水流速。多次试验结果表明，当1号B循环水出口门由20%逐渐开大到55%时，收球率可由20%逐渐提高到40%左右，而且有效收球时间由120min左右降低到20min左右。继续开大出口门，循环水压力降低接近低限。为维持正常循环水压力，不影响机组运行，采用非标准运行方式将备用循环泵开启后，继续开大1号B循环水出口门至67%,过程中胶球回收量明显增多,67%开度维持20min后，停止试验，检査收球室，收球592个,收球率98.7%。

试验结果表明，提高循环水流速，可以消除网前积球的问题，但由于循环水岀口门开度受循环水低压力的限制，标准运行方式下一般不开大到50%以上，所以同时应采取措施降低收球网的水阻。

3采取的改进措施

改造收球网格栅的形式。原收球网格栅釆用网片穿接而成，网片自身水阻相对较大，且在接近底部收球口的区域，易附有脏物及结垢，增大水阻,造成胶球不能稳定到达收球口处。将收球网改造，格栅采用楔形网条自动焊接而成。楔形网条与网片相比，刚度高，自身阻力小；楔形表面利于水流动；表面积小，不易附上脏物及结垢，水阻小，有利于胶球稳定的到达收球口。

在收球网的两侧收球口处增加视窗，在收球时能够从视窗处观察胶球在收球口处的集结或者流动的情况，为循环水出口门的调整提供参考。

mI改造前收球网格栅

图2改造后的收球网格栅

完成后，结合循环水出口门开度的调整，进行试验，结果表明，收球网采用新形式的格栅后，出口门开度在30%-35%左右，收球率即可稳定在95-98.5%,同时循环水系统及机组负荷和真空的状态均比较合适。改造后在相近的运行工况下，凝汽器端差比改造前降低1-5~4龙。

凝汽器胶球清洗系统是对汽轮机组经济性非常重要的辅助设备，胶球系统不能正常工作，会使机组的热效率受到很大的影响，在夏季极端工况下还可能降级机组的大岀力。长期造成热电分公司1号机组B侧胶球系统收球率低的原因是收球网水阻过大和机组运行中循环水流速未能充分调整造成的，在对收球网进行改造的基础上进行试验，找到了正确投球的运行方式，收球率稳定在95%以上，擬汽器端差降低1.5-4无。胶球清洗装置的定期正常投用，对保证机组的经济性起到了重要的作用。