老式膠球清洗裝置系統改造收球網(wǎng)效果分析？
隨著(zhù)國內范圍膠球清洗裝置生產(chǎn)技術(shù)不斷進(jìn)步，  凝汽器膠球清洗裝置系統產(chǎn)業(yè)正朝著(zhù)大型化，一體化，智能化和清潔化等方向發(fā)展，傳統的膠球清洗裝置生產(chǎn)過(guò)程控制系統的設計理念也隨之發(fā)生了改變，很多企業(yè)都在向現代化的膠球清洗裝置系統邁進(jìn)，集成自動(dòng)化系統水平也在不斷提高，下面分析老式老式膠球清洗裝置系統改造收球網(wǎng)效果，廣粵發(fā)電6號汽輪機N300-165/535/535型中間再熱凝汽式汽輪機,配置N-17600-Ⅰ型凝汽器。凝汽器循環(huán)冷卻水取自珠江,經(jīng)江邊一次濾網(wǎng),由設在汽機房?jì)鹊幕炝餮h(huán)水泵送至凝汽器。凝汽器進(jìn)水管道上安裝WNAD-1800型自動(dòng)清洗二次濾網(wǎng),凝汽器出水管側裝有膠球清洗裝置(見(jiàn)圖1)。
6號機原膠球清洗裝置系統存在以下主要問(wèn)題:循環(huán)水流場(chǎng)不均勻；收球網(wǎng)與轉軸固定卡碼腐蝕嚴重、脫落；收球網(wǎng)轉軸軸承采用塑料王為材料,轉動(dòng)不靈活；收球網(wǎng)板設計不合理,膠球不能順暢收回裝球室；垃圾容易掛在網(wǎng)上。電力安全技術(shù)由于機組膠球清洗裝置收球率長(cháng)期低于60%,凝汽器換熱下降,嚴重影響了機組發(fā)電效率。
為此,公司對機組膠球系統進(jìn)行了多次設備改造,使平均收球率達到90%以上,清洗效果大大提高。與以往膠球清洗裝置系統不能正常投入運行相比,凝汽器真空度明顯提高,夏天高溫季節機組運行出力及經(jīng)濟性有了明顯改善。下面介紹相關(guān)的改進(jìn)和完善措施。
改善循環(huán)水的流場(chǎng)6號機組循環(huán)水進(jìn)水管連接二次濾網(wǎng),出口管安裝出水蝶閥。凝汽器循環(huán)水為下進(jìn)上出,管道進(jìn)出凝汽器都有彎頭。收球網(wǎng)為立式,上游直接聯(lián)接至彎頭,下游為直管段。由于空間有限,凝汽器循環(huán)進(jìn)出水管道排列緊密,在較小的空間里存在多個(gè)彎頭,造成循環(huán)水流動(dòng)紊亂,嚴重影響膠球回收和對凝汽器冷卻水管的清洗。
為改善凝汽器循環(huán)水紊流對膠球清洗裝置系統的影響,在以下3個(gè)方面作了改進(jìn):
(1)在凝汽器進(jìn)出水彎管段加裝導流板。由于現場(chǎng)空間有限,在凝汽器水彎管段中分別水平焊接一塊不銹鋼導流板。導流板將凝汽器循環(huán)水進(jìn)出水流均一分為二,使水流能夠均勻地流動(dòng),消除彎管處死區,使膠球受力的大小和運動(dòng)方向得到改善,利于膠球的流動(dòng)和回收。
(2)收球網(wǎng)轉向90°。原系統中收球網(wǎng)網(wǎng)板位置與彎管水平段中心線(xiàn)垂直,造成循環(huán)水流量、收球網(wǎng)受力不均,靠近凝汽器—側流量、受力小,而另一側相反,導致收球網(wǎng)收球口兩側膠球分布不均勻,或收球網(wǎng)板受力過(guò)大一側跑球。收球網(wǎng)轉向90°,使收球網(wǎng)兩側流量相同。
(3)將膠球系統出水管伸入凝汽器循環(huán)水進(jìn)水管50mm,保證膠球進(jìn)入循環(huán)水后能充分發(fā)散。
更換新型收球網(wǎng)原收球網(wǎng)為倒V活動(dòng)式收球網(wǎng),由2片網(wǎng)板組成,頂部為迎水端,網(wǎng)板將整個(gè)管道截面完全遮擋。由于收球網(wǎng)運行時(shí)間較長(cháng),收球網(wǎng)網(wǎng)板剛性下降,在水動(dòng)力下產(chǎn)生彈性變形造成逃球；控制傳動(dòng)機構在反力矩的作用下,行程限位不準,使網(wǎng)板閉合不到位;操縱機構動(dòng)力顯小,閥門(mén)啟閉不到位,管道阻力過(guò)大等諸多因素都是造成收球率低的重要原因。 更換的收球網(wǎng)是旋擺自鎖式收球網(wǎng),它將活動(dòng)型柵格收球網(wǎng)設計為平面四桿機構。在雙網(wǎng)板支撐軸的下部采用曲柄連桿機構推拉操縱網(wǎng)板,在收球工況時(shí),執行機構帶動(dòng)網(wǎng)板旋擺一定角度,達到運行工況的極限位置,將筒體整個(gè)截面遮擋;在非運行工況時(shí),執行機構帶動(dòng)網(wǎng)板旋擺,回到與水流平行的極限位置,使水流對網(wǎng)板進(jìn)行反沖洗及減少水阻。這個(gè)收球網(wǎng)下段網(wǎng)板不再是懸臂梁,同時(shí)網(wǎng)板旋擺的2個(gè)極限位置正是死點(diǎn)位置,機構自鎖而網(wǎng)板不動(dòng),解決了因水流沖力而產(chǎn)生的網(wǎng)板變形并逃球的問(wèn)題。
兩種收球網(wǎng)的比較見(jiàn)圖3。圖3改進(jìn)前后收球網(wǎng)的變化3正確選擇和使用膠球收球率是膠球清洗裝置系統是否正常工作的重要依據之一。影響收球率的因素除了冷卻水質(zhì)(垃圾問(wèn)題)、水力、滯球死區、凝汽器或主管路流場(chǎng)等問(wèn)題之外,還與選用的膠球有關(guān)。必須根據冷卻水質(zhì)、凝汽管結垢特點(diǎn)、水室特征、冷卻水參數及凝汽管幾何參數等機組特定情況,選擇品種、直徑、硬度、吸水沉降速度等均適合的膠球,才能確保清洗效果。
一般而言,膠球溫度比量應與循環(huán)水比量基本一致,這樣膠球進(jìn)入凝汽器后能懸浮在凝汽器的任何一位置。公司原先使用膠球質(zhì)量較差,同一規格的膠球大小不一,有的相差2mm;膠球在水中泡脹后膨脹度大于5%,不能進(jìn)入或堵死在銅管內;有的膠球嚴重變形,粘合錯位；有的受熱后發(fā)粘,粘在管壁上;有的表面光滑,毫無(wú)摩擦性,這些問(wèn)題都嚴重影響膠球清洗裝置系統的收球率和清洗效果。
(1)選擇合適的膠球。基于以上原因,確定膠球質(zhì)量應符合循環(huán)水水質(zhì),有一定硬度并富有彈性,膠球的氣孔均勻、孔間連通吸水性強,濕態(tài)球的比重與水相近,膠球在進(jìn)入水室后從水室底部至頂部均勻分布。在水溫5℃～35℃運行時(shí),膠球球徑漲大不超過(guò)0.5mm,在運行期間保持穩定,以防技術(shù)改造電力安止膠球堵塞冷卻水管。使用期內不老化、變形,運行中膠球球徑應比凝汽器管子內徑大1mm。
(2)正確使用膠球。由于經(jīng)一、二次濾網(wǎng)后進(jìn)入凝汽器的循環(huán)水沉積物基本以淤泥和微生物污垢為主。這類(lèi)沉積物通過(guò)合理安排膠球清洗次數即可清除。
根據資料,膠球清洗裝置的最優(yōu)頻率一般為平均每根管子每5分鐘清洗1次,即可滿(mǎn)足清洗效果,根據我廠(chǎng)凝汽器循環(huán)水管道的布置和膠球清洗裝置系統的實(shí)際情況,進(jìn)行綜合分析和計算。現以單側投球數量600只計算:N=17600/2=8800(每側銅管數量)每根銅管長(cháng)約11m,循環(huán)水(內含膠球)流速約2m/s,則每只膠球在凝汽器內循環(huán)一次時(shí)間為11m×2/2m/s=11s。則每根銅管每小時(shí)清洗次數=(3600/11)×600/4400≈45次。由此可見(jiàn),以單側投球600只循環(huán)運行,基本能滿(mǎn)足需要。
膠球系統管路改進(jìn)膠球系統由收球網(wǎng)、集球器、膠球泵和相應管路組成。集球器為筒狀容器,容器上側配有一玻璃孔以便觀(guān)察；集球器有內置濾網(wǎng),該濾網(wǎng)出口有收、投球閥,由電動(dòng)執行機構驅動(dòng),旋轉后可收或投膠球。膠球系統管路還存在以下幾個(gè)問(wèn)題:
(1)膠球系統管路阻力大,流量不足；
(2)集球器進(jìn)口處無(wú)逆止裝置,導致膠球泵停后膠球隨循環(huán)水倒流,有一部分膠球帶出；
(3)凝汽器循環(huán)水室空氣較多,導致膠球泵抽吸能力不足。對于膠球循環(huán)單元存在的問(wèn)題,對管路系統進(jìn)行了相應的改進(jìn):
(1)對膠球系統流量不足,通過(guò)改造膠球系統管道彎頭,取消90°彎管,代之以120°的大角度彎頭并保證兩側收球管道的彎頭位置、數量對稱(chēng)；
(2)在集球器進(jìn)口處安裝逆止裝置,避免膠球泵停后膠球隨循環(huán)水倒流。
5完善運行措施膠球系統運行中應注意以下幾個(gè)問(wèn)題:
(1)收球網(wǎng)應定期打開(kāi)。收球網(wǎng)設計承受壓力為0.2MPa,如果長(cháng)期不打開(kāi),膠球、垃圾等雜物會(huì )塞死收球網(wǎng),導致收球網(wǎng)承受過(guò)大壓力而變形；
(2)投膠球清洗時(shí),為降低循壞水對凝汽器收技術(shù)改造球網(wǎng)的壓力,凝汽器循環(huán)水出水門(mén)應關(guān)小30%～40%。這樣膠球不會(huì )被循環(huán)水擠壓在收球網(wǎng)上,有利于提高凝汽器膠球收球率。
(3)由于循環(huán)水中總是含有溶解空氣,為減少凝汽器循環(huán)水側空氣聚集,定期開(kāi)啟射水抽氣器從凝汽器水側空氣門(mén)抽走空氣。
改進(jìn)效果膠球清洗裝置系統改進(jìn)后,能夠保持凝汽器持續清潔高效運行,尤其在夏季用電高峰期,有效降低凝汽器端差,提高真空度,降低汽輪機背壓,從而減少燃料消耗,增加機組發(fā)電出力。
改進(jìn)前后對比表1為改進(jìn)前后機組的循環(huán)水溫度與真空度的幾個(gè)典型工況。可以看出,機組真空度大為改善。根據排汽壓力對機組出力的關(guān)系曲線(xiàn),機組出力可提高2%左右。以機組年平均負荷80%、年平均運行時(shí)間6000h、上網(wǎng)電價(jià)0.35元/kW.h計算,直接經(jīng)濟效益為:300000kW×6000h/年×80%×0.35元/kW.h×2%=1008萬(wàn)元/年膠球清洗裝置系統的正常投用,不僅可對電廠(chǎng)帶來(lái)直接的經(jīng)濟效益,還減少了金屬腐蝕,延長(cháng)機組凝汽器銅管壽命,并減少停機時(shí)間及由此造成的產(chǎn)值損失,減少化學(xué)水處理費用,其費用也相當可觀(guān)。 |
