魚莉萍
摘 要:介紹了220 MW汽輪機組凝汽器膠球清洗裝置,分析了該設(shè)備收球率低的原因,并提出了具體的改進措施。
關(guān)鍵詞:膠球清洗;收球網(wǎng);凝汽器;收球率
中圖分類號:TK264.1+1 文獻標(biāo)識碼:A DOI:10.15913/j.cnki.kjycx.2015.02.100
汽輪機凝汽器是火力發(fā)電廠的重要設(shè)備之一,凝汽器水側(cè)管的清潔度對汽輪機凝氣器保持真空和提高機組經(jīng)濟性有十分重要的意義。為了保證凝汽器處于最佳運行狀態(tài),需要定期對凝汽器清洗和維護。
凝汽器臟污分為汽側(cè)污染和水側(cè)污染。汽側(cè)污染主要因亞硫酸鹽和石炭酸鹽附著所致,可用80~90 ℃熱水沖洗;水源不同,引起的水側(cè)污染也不同,進而造成的污染、堵塞、結(jié)垢也有所不同。無論哪種污染,均會引起凝結(jié)器銅管結(jié)垢,進而使熱阻增大、通流面積減少。
凝汽器水側(cè)常用的清洗方法除膠球清洗外,其他方法都無法實現(xiàn)在線清洗,且需要大量的人力。膠球清洗具有勞動強度低、安全和可靠等特點,已成為減小凝汽器端差、提高汽輪機循環(huán)熱效率和降低發(fā)電煤耗的有效手段。但使用膠球清洗裝置時,存在冬季收球困難的問題,這會導(dǎo)致凝結(jié)器端差升高,進而使機組真空受到影響,不僅無法最大限度地降低終參數(shù),還會影響機組的經(jīng)濟性。
1 應(yīng)注意的問題
膠球清洗的效果與清洗時真正參與循環(huán)的膠球數(shù)量有直接關(guān)系,根據(jù)已有的運行經(jīng)驗,為了提高膠球回收率,必須注意以下6個方面。
1.1 循環(huán)水?dāng)y帶雜物堵塞凝汽器銅管
循環(huán)水冷卻采用自然通風(fēng)冷卻,冷卻水塔淋水填料為PVC塑料填料。雖然這種填料的冷卻效果好,但承載能力差,加之水泥支撐構(gòu)件的設(shè)計不合理,在北方地區(qū)冬天氣溫偏低(最低-32.4 ℃)時,淋水填料底面會出現(xiàn)大量掛冰,當(dāng)冰掛量到達一定數(shù)量時,淋水填料就會大面積破碎、脫落。此外,多數(shù)冷卻水塔的施工質(zhì)量一般,水泥構(gòu)件表面剝落頻繁,導(dǎo)致大量的水泥、石子和淋水填料進入循環(huán)水。
1.2 收球活動網(wǎng)板設(shè)計分析
凝結(jié)器膠球清洗系統(tǒng)的收球活動網(wǎng)板采用正“人”字形結(jié)構(gòu),網(wǎng)板與殼體內(nèi)壁的夾角為30°。由水流動力學(xué)原理可知,這種設(shè)計在運行過程中不僅會形成較大的水阻,且極易產(chǎn)生渦流,導(dǎo)致膠球無法順利進入收球口,當(dāng)膠球數(shù)量較多時,容易造成堵塞。
收球活動網(wǎng)板的轉(zhuǎn)軸通過曲柄連桿機構(gòu)手動驅(qū)動,連桿與曲柄采用銷軸連接,銷軸與銷孔為線接觸。在這種設(shè)計中,經(jīng)長時間運行后磨損量逐漸增大,極易產(chǎn)生空行程,導(dǎo)致活動網(wǎng)板無法關(guān)閉到位,殼體與內(nèi)壁之間形成較大的縫隙,進而造成卡球或逃球。
1.3 膠球系統(tǒng)布置分析
凝汽器膠球清洗系統(tǒng)循環(huán)管道不應(yīng)過長,彎頭和閥門不應(yīng)過多,否則,會增大膠球循環(huán)的阻力,進而在閥門和彎頭處產(chǎn)生積球。
1.4 膠球質(zhì)量分析
對所加膠球進行宏觀檢查,如果發(fā)現(xiàn)膠球的網(wǎng)孔不均勻、大小大一或手感不同,則膠球質(zhì)量不達標(biāo)。經(jīng)7~8 d浸泡后,如果有1/2球的濕態(tài)比重小于循環(huán)水,則當(dāng)膠球進入凝汽器水室后,大部分球會處于水室頂部,無法通過銅管進入回水管中,進而造成膠球回收率降低。
1.5 凝汽器水室結(jié)構(gòu)分析
如果凝汽器冷卻水室的四角為直角,則循環(huán)水極易在此處形成渦流。當(dāng)膠球到達此部位時,會在原地打旋,無法進入膠球回收管道。為了提高收球率,可以在凝結(jié)器前、后水室的四角加裝弧形鐵板,以達到圓滑、消除死角的目的;在凝結(jié)器水側(cè)的空氣管、放水管等部位加裝孔濾網(wǎng);在暫時不使用的盲孔上加蓋板,以免循環(huán)水流產(chǎn)生漩渦,使膠球在水室死角積聚。
1.6 凝結(jié)器循環(huán)水的壓差
濕膠球直徑比鋼管內(nèi)徑大l~2 mm,膠球在循環(huán)水進、出口壓差的作用下進入鋼管,呈卵形。當(dāng)膠球經(jīng)過冷凝管時,會擦洗冷凝管的內(nèi)表面。膠球通過凝結(jié)器銅管的過程中,需要在循環(huán)水壓力的作用下完成。如果循環(huán)水進、出口的壓差過小,則膠球無法順利從銅管中通過,進而使收球率降低。
2 改進方法
為了提高膠球的回收率,保證凝汽器銅管的清潔度,可從以下6方面完善。
2.1 加強機械過濾
加強機械過濾的目的是防止雜物堵塞銅管。投入膠球清洗前,應(yīng)用壓縮空氣對銅管進行逐根吹管檢查。當(dāng)遇到吹不通的銅管時,應(yīng)盡可能地將其捅通。如果捅不通,則應(yīng)將銅管堵住,防止膠球進入。
2.2 改進收球網(wǎng)板
將活動收球網(wǎng)板與循環(huán)水管殼體內(nèi)壁的夾角由原來的30°改為25°,使其符合水流動力學(xué)原理。改進后,冷卻水在出球口處不易形成渦流,且由于夾角變小,活動網(wǎng)板變陡峭,膠球在水流的帶動下能順利進入出球管。同時,在網(wǎng)板下部的出球口處設(shè)置固定網(wǎng)板,并與殼體成圓弧形焊接,以消除原有的小銳角死角,增大出球口空間,從而使收球更加通暢。
2.3 改進收球活動網(wǎng)板的執(zhí)行機構(gòu)
將活動網(wǎng)板的執(zhí)行機構(gòu)改為電動推桿+齒輪齒條的傳動機構(gòu)。這樣改進有以下2個優(yōu)點:①電動推桿的推力較大(20 kN),且梯形螺紋具有良好的自鎖性,在水流的沖擊下,活動網(wǎng)板不易脫離檔板,進而不會出現(xiàn)逃球現(xiàn)象;②齒輪齒條傳動為面接觸,在小角度范圍內(nèi)磨損均勻,即使長時間使用時,也可通過調(diào)整齒條位置,使收球網(wǎng)板關(guān)閉到位,完全避免了收球網(wǎng)逃球的現(xiàn)象。
2.4 改造膠球系統(tǒng)管路
應(yīng)遵循“管路盡可能短、管路彎頭盡可能少”的原則,拆除多余的彎頭,使管道布置趨于合理化。同時,從出球口至膠球泵入口的管路應(yīng)向下傾斜15°~20°,以減少循環(huán)水在管道內(nèi)的阻力,避免膠球在管道內(nèi)積聚。
2.5 嚴(yán)把膠球質(zhì)量關(guān)
要找正規(guī)廠家購買膠球,膠球形狀應(yīng)規(guī)則(圓形),直徑比管內(nèi)徑大1~2 mm,孔隙大小均勻,孔與孔之間相通。在投運前,要使膠球浸水6~7 d,吸水后應(yīng)不變形、不變質(zhì),濕態(tài)比重略大于循環(huán)水(不浮在水面上)。當(dāng)檢驗合格后,方可加入系統(tǒng)投運。
2.6 冬季采用特殊的膠球投收方法
因冬季膠球回收困難,所以,在單循環(huán)水泵運行時,可采用定期投入膠球系統(tǒng)運行的方法。如果膠球的收球率大幅降低,且為避免膠球過多堵塞凝結(jié)器鋼管,則可不必每日投入膠球清洗裝置。可通過不投膠球期間的端差變化趨勢確定清洗時間。可選在設(shè)備定期切換的前一天投入,切換設(shè)備時,開雙循環(huán)水泵收球。同時,應(yīng)注意凝結(jié)器端差的變化情況,一旦端差快速增大、真空明顯降低,則應(yīng)及時投入膠球清洗裝置,避免影響真空。
〔編輯:張思楠〕