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凝汽器膠球清洗裝置 介紹及故障分析

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凝汽器膠球清洗裝置 介紹及故障分析

發布日期:2018-06-27 17:45 來源:http://www.fanqian360.com 點擊:


凝汽器膠球清洗裝置介紹及故障分析
      簡要分析了陜西華電蒲城發電有限責任公司凝汽器膠球清洗系統不能正常運行的原因,并介紹了膠球清洗裝置的組成及關鍵部件收球網的重要性。簡明闡述了膠球清洗系統改造的注意事項,使讀者對發電廠的膠球清洗裝置有一個基本明確的概念。  眾所周知,保持凝汽器較高的真空和較小的端差,是提高機組循環熱效率的主要方法(method)之一。以125MW機組為例,汽輪機背壓增高0.004MPa,將導致熱耗增加244.5kJ/(kW/h),煤耗增加970g/(kW/h);凝汽器端差升高5度,將導致熱耗增加9512kJ(kW/h),煤耗增加3.66g/(kW/h)。凝汽器管束的臟污,使換熱系數變小,使傳熱端差升高和惡化了凝汽器真空。
       實踐中,膠球清洗裝置的定期正常投用,能及時清走凝汽器銅管內壁污物,使凝汽器管束保持一定的清潔度,對防止結垢起到非常重要的作用。膠球清洗是保證凝汽器正常運行的關鍵,是控制凝汽器端差的主要手段,所以我們必須重視凝汽器端差的大小對機組發電煤耗高低的影響。一般情況下,凝汽器端差升高1度,影響發電煤耗率升最高達5g/(kW/h)。由此可見膠球清洗裝置對機組的重要性。膠球的選擇
       1.1膠球的種類
      凝汽器膠球清洗裝置的膠球有兩種:一種是半硬球,其直徑比冷卻管小1~2mm,另一種是軟膠球,其直徑比冷卻管內徑大1~2mm。
       1.2兩種膠球的清洗原理半硬球膠球通過在冷卻管內行進時的跳動、碰撞與水流的沖刷作用,達到清洗的目的,冷卻水沿膠球周圍流過時引起的湍流擾動也能清除污垢。軟膠球是由發泡橡膠制成的多孔隙、能壓縮的圓球,吸滿水后的密度與水相近,膠球投入冷卻水中后,直徑比冷卻管內徑大1~2mm,利用冷卻水的流動壓力,隨冷卻水貫流過冷卻管,依靠膠球與冷卻管內壁的連續摩擦作用,將管壁上的附著物擦去,也可防止新的口壓力略高一些的水流帶動下,進入凝汽器水室,因膠球是一個多微孔柔軟的彈性體,在循環水進出口壓力差的作用下被擠壓通過冷卻管,對冷卻管內徑進行一次抹擦,使管內壁污垢隨水流帶出,膠球經過附著物粘著管壁上。
       1.3膠球清洗的選擇依據因為半硬球與冷卻水管內壁有間隙,不可能完全將內壁清洗干凈。因而軟膠球被廣泛采用。本文涉及的就是軟膠球的使用情況。2膠球清洗裝置系統及清洗原理(Maxim)
       2.1凝汽器膠球清洗裝置(device)系統凝汽器膠球清洗裝置由收球網、膠球輸送泵、裝球室、控制器、膠球及閥門管路等部件組成見圖1所示,它借助水流的作用(role)將外徑大于凝汽器冷卻管內徑的清潔膠球擠過冷卻管,對冷卻管內壁進行反復擦洗,該裝置可在機組不用停機、不減負荷的條件下,膠球在線清洗凝汽器冷卻管內污垢并且帶出雜質,來達到凝汽器冷卻管內壁的一定的清潔度,從而提升凝汽器真空度和汽輪機熱效率(efficiency)。除氧器廠家生產的一種最新型熱力式除氧器--旋膜除氧器。
       2.2膠球清洗裝置清洗原理將膠球從裝球室人孔處投入裝球室內,然后啟動膠球泵,打開系統兩端球閥,膠球就在比循環水進循環水管進入收球網,在收球網板的阻攔下,把膠球分離出來,由膠球泵抽出重新回到裝球室,如此循環往復對凝汽器冷卻管實現連續清洗。選用合適的清潔膠球也是膠球清洗效果的關鍵(解釋:比喻事物的重要組成部分),并且在恢復凝汽器的真空度和防止冷卻管腐蝕方面很有效。使用中應根據凝汽器管內附著沉積物的種類以及沉積速度,通過試驗定出合適的清洗頻率和投球量。一般每臺凝汽器所需膠球量為凝汽器管總數的5%~10%。一次清洗每根管子平均通過3~5球。每次投球清洗間隔時間應視具體情況(Condition)試驗而定。
3某公司凝汽器膠球清洗裝置介紹陜西華電蒲城發電有限責任公司四臺機組分別于1996年12月、1997年11月、2002年12月份和2003年12月投產。投產初期該公司對膠球清洗系統的重要性認識不足,認為循環水為閉式循環,水源是較為干凈的。在1998年至2000年曾間斷投用膠球清洗,但膠球回收率很不理想,最好的不足60%,最差的根本收不到膠球。分析其原因主要是由于膠球回收率低下所致。造成收球率低的主要原因有以下幾個方面:
       
  (1)活動式收球網閉合不嚴密,引起跑球
       
  (2)循環水壓力低,水量小,膠球穿越冷卻(cooling)管能量不足,堵在管口;
       
  (3)凝汽器進口水室存在渦流、死角,膠球聚集在水室中;
       
  (4)新膠球較硬或過大,不易通過冷卻(cooling)管;
       
  (5)膠球比重太小,停留在凝汽器水室及管道頂部,影響回收等等。造成膠球回收率低的原因是多方面的,該公司的膠球清洗系統(system)目前普遍存在以下缺點:       
       
  (1)設備陳舊,一期兩套膠球收球網仍然使用第二代技術,即正?V#型活動格柵式收球網。該技術目前已被淘汰。
       
  (2)收球網執行機構復雜,操作繁瑣。并且由于使用兩套執行機構,造成兩側閉合不均勻,容易發生漏球現象。
       
  (3)膠球泵腐蝕嚴重,破壞了流道型線,且有可能發生劃球、卡球現象。膠球泵特性差、流量小。       
       
  (4)循環水中雜質較多。尤其是一期兩臺機組,循環水中含有很多冷水塔防濺格柵的碎片和水泥碎片。這些碎片有可能堵住銅管,使膠球無法通過。
       
  (5)膠球管線復雜,膠球流程長。真空除氧器是一種使水在真空下低溫沸騰,脫除水中含有的氧氣、氮氣、二氧化碳等氣體的設備,由除氧水箱(除氧塔)和真空機組兩大部分組成,除氧水箱可以高位或低位布置,真空泵機組可采用以蒸汽作動力的蒸汽噴射泵,或以循環水為工作介質的水噴射泵。系統布置未經科學的水利計算,個別位置阻力大,球水循環慢。     
       
  (6)循環(continue)水壓力低、水量小,膠球穿越銅管能量不足,堵在管口。
       
  (7)凝汽器進口水室存在渦流、死角,膠球聚集在水室中。在歷次機組停運檢修時,我們重點對收球網進行了檢查。       在檢查中發現,由于長時間未投用該裝置,致使收球網網格結垢很嚴重,在網柵和管筒內環上發現大量的污垢片和銹片,以及來自冷卻塔的填料碎片。它們的存在使柵格流通面積減小,水流速加大,膠球可能(maybe)卡在收球網的柵板上,又加劇了膠球的堵塞,形成惡性循環(continue)。
       收球網是膠球清洗系統中的關鍵設備,它安裝于凝汽器出水管段上,它的作用是把膠球從冷卻水中分離出來,球被回收后由引出管從收球網引出再打回裝球室。收球網必須具備不漏球、不卡球的性能,收球網處于收球位置時,網的上下沿應分別與循環水管壁和下方箱的上沿貼合,有文獻表明如果它們的間隙大于6mm,則容易出現跑球或卡球的現象。
       在機組停運時,我們將收球網處于收球位置,進入內部巡查收球網與筒環配合情況,發現四臺機組的收球網均有不同程度的局部間隙,有的局部間隙較大,甚至超過了10mm。因此可見,收球網的缺陷是膠球不能全部回收的重要影響因素。
4膠球系統改造的必要性由于目前蒲城發電有限責任公司膠球清洗系統不能正常投運,只能在機組停運時,使用高壓清洗機對凝汽器管束進行清洗。不僅浪費了大量的人力和財力,而且這樣做的結果往往是機組啟動運行初期,凝汽器真空度提高很多,但隨著時間的推移,真空就又降下來了。不能從根本上解決設備問題。要徹底(thorough)清洗冷卻管內壁,避免結垢,只有對膠球清洗裝置進行改造,使得膠球系統能正常投用,發揮其在線運行,清洗效果明顯的特點。
       鑒于前兩代收球網(分別為正V型和錐形)的不足之處,目前在各電廠廣泛采用的是第三代收球網(倒V型)。與老式收球網相比,第三代收球網的結構(Structure)簡化許多,零部件(assembly unit)也少了許多,沒有了老式收球網的小網板、下方箱、調節閥(使用材料:鑄鐵、鑄鋼、不銹鋼等)關斷閥等復雜部件。外型尺寸減小,便于現場的布置和安裝,新收球網比老式收球網短1/3左右,所以第三代收球網對于現場位置尺寸的要求較小,特別適于老機組改造(refome)項目。
第三代收球網的優點有:
       
  (1)運行可靠及檢修方便:由于設備結構(Structure)簡化,零部件大大減少,降低了設備運行事故發生的可能(maybe)性,提高了運行的可靠性、安全性,同時使運行、維護、檢修均很方便,并且減少了設備的運行費用。采用組合式網板,利用厚板條和加強筋組成框架,形成一個具有一定剛度和強度的骨架,承受水流沖擊的負荷,再利用隔圈、穿筋將薄板條固定在框架上,用螺母緊固。使網板裝拆容易、方便。在檢修時,用戶可對變形或損壞的板條,很容易地進行校正或更換。
       
  (2)膠球回收率高:提高了收球網的運行性能,充分考慮了膠球的流動情況(Condition),解決了老式收球網積球、卡球的問題,提高了收球率,達到了96%以上。      
       
  (3)水阻小:新一代收球網堵水面積小,流通面積大,使其水阻減小。
5膠球系統改造注意事項進行膠球清洗系統改造,要特別注意的事項有:
       
  (1)膠球清洗裝置投運前,為保證所有膠球在凝汽器水室中分布均勻地進入凝汽器冷卻管中,首先應對凝汽器水室及冷卻管內壁的污垢進行清除,有必要的情況下進行酸洗,徹底清除泥垢。冷卻管束的清潔系數應達到090以上。有裂紋和內徑變形的冷卻管必須進行更換,以使膠球暢通無阻。
       
  (2)對凝汽器循環水室的任何四角部位加裝導流板,避免死角存在以防止膠球躲藏,影響清洗效果和膠球回收率。
       
  (3)系統管路應布置簡單、短直,彎頭數量盡可能減少。如必須使用彎頭時應使用45?彎頭,減少流動阻力。膠球管路盡量使用不銹鋼管道,防止在設備運行中產生銹蝕,影響膠球使用效果。    
       
  (4)合理選用膠球泵,其具有寬流道、低轉速、體積小、適合長時間連續運行的特點。要有足夠的流量,出口壓力略大于循環水壓力(約高于0.02MPa)。      
       
  (5)收球網的設計應具有良好的水力特性,以防止網板在水流沖擊下振動。收球網及殼體應有足夠的剛度,能承受管道作用力不變形。在潔凈狀態下,其運行水阻為200~300mm水柱。      
       
  (6)重視膠球的選購,應選用與購買質量高和適合本廠的膠球,必要時進行對比試驗,并加強對膠球質量的驗收。選用的膠球應具有回復性能好、密度均一的性能,且滿足以下要求:膠球具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,濕態球的比重與水相近,膠球在進入水室后從水室底部至頂部分層均勻懸浮,保證能清洗底部至頂部的每一根冷卻水管。
       
  (7)定期檢查裝球室內(indoor)膠球數量,不斷補充、滿足要求。     
       
  (8)定期檢查收球率,如回收率過低,可檢查以下三個方面: 
       1)收球網柵板是否處在收球位置(position )、且是否到位;
       2)凝汽器水室是否有雜物,堵塞冷卻管口阻礙膠球的通過;3)膠球泵出口壓力是否正常。
       另外,最重要的是運行方面要首先完善每日一次的清洗制度,由專人負責,落實到班組,并且明確一些操作上的措施,如正確的投球數量要保持在凝汽器單側、單流程冷卻管根數的10%;根據凝汽器的端差、真空等特性參數和膠球的直徑、外觀等對清洗效果及時評價,以便更換膠球;投運時注意適當調整循環水的壓力(pressure),保持合理的循環水壓差,必要時增開一臺循環水泵,清洗結束再停運。旋膜式除氧器是一種最新型熱力式除氧器,曾獲電力部新科技新產品科技攻關成果創新獎,被列為電力部重點推廣產品。旋膜式除氧設備主要由除氧塔頭、除氧水箱兩大件以及接管和外接件組成,其主要部件除氧器(除氧塔頭)是由外殼、新型旋膜器(起膜管)、淋水篦子、蓄熱填料液汽網等部件組成。
6  清洗效果檢驗空壓機清洗效果判定在國內還沒有統一標準。標準SJ/T31406%94螺桿式空氣壓縮機(compressor)完好要求和檢查評定方法(method)條例。在清洗結束后,打開冷卻器檢查被清洗銅(化學式Cu)管表面是否清潔,是否已經形成保護膜。有無殘留氧(Oxygen)化物,有無明顯粗晶粒析出和點蝕。檢測空壓機運行后,油溫度(temperature)值是否下降到運行合理值。經檢驗清洗后各級冷卻器換熱兩側清潔無污垢積累,無殘留氧化物、無晶粒析出和點蝕現象。開機后,壓縮機注油器運轉平穩,油壓顯示正常,油溫未超過70度。冷卻效果良好。

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