電廠凝汽器膠球清洗裝置使用中存在的問題
針對目前電廠膠球自動清洗系統(tǒng)的投入率和收球率不理想及膠球清洗裝置使用中存在的問題進行分析，找出原因?qū)で蠼鉀Q辦法。
目前,國內(nèi)多數(shù)汽輪發(fā)電機組都采用了膠球自動清洗系統(tǒng)，使凝汽器冷卻管在運行中保持清潔狀態(tài)，提高了真空度并減少了水阻,從而節(jié)約發(fā)電單位煤耗。經(jīng)測試比較,清潔度提高20%~30%,相當于增加了凝汽器冷卻面積20%~30%。在冷卻水質(zhì)較差的一些發(fā)電廠,煤耗節(jié)約可達2%~3%或更多。由于膠球自動清洗系統(tǒng)還可使冷卻管的損壞減少，故而
提高凝汽器運行的可靠性,減少汽輪機設備計劃外停機次數(shù)。此外,由于發(fā)電煤耗降低,又可減少有害物質(zhì)的排放量。由于腐蝕受到控制,還可減少金屬材料的損耗。膠球自動清洗系統(tǒng)由此成了火力發(fā)電廠重要的節(jié)能措施之一。
膠球自動清掃凝結(jié)器銅管的方法,是利用特制的海綿球,通過循環(huán)水自身的流動性在凝結(jié)器內(nèi)進行自動沖刷,由于海綿球具有多孔、能壓縮等特性,所以當比銅管內(nèi)徑大1~2mm的膠球在水流帶動下與銅管管壁發(fā)生摩擦時,就擦去管壁上的附著物,而后水流又通過其孔隙把擦下的污物沖走。但是由于種種原因,目前膠球自動清洗系統(tǒng)的投人率和收球率還不理想,設備、系統(tǒng)、運行維護和管理還存在一些問題,有待進一步完善。華東電力試驗研究院曾對華東電網(wǎng)14個電廠、44臺125MW以上容量的大機組進行調(diào)查,結(jié)果表明,凡是現(xiàn)有機組裝設膠球自動清洗系統(tǒng)的,能夠正常投運。但收球率在90%以上的機組,僅占29%,收球率不高或投運不正常的機組占64%,另有幾臺機組未裝或正在改進自動清洗系統(tǒng)。
1、凝汽器膠球清洗裝置收球率低的原因分析
由于大多數(shù)電廠膠球自動清洗系統(tǒng)的投入率和收球率低,凝汽器銅管結(jié)垢不能得到及時清除,嚴重影響凝汽器銅管的換熱效果,降低了整機的熱經(jīng)濟性。下面對影響凝汽器膠球清洗裝置收球率的具體原因分成幾個方面進行分析。
1.1膠球清洗裝置
大柵板的作用是把膠球收集起來,送到回收系統(tǒng)中。被大柵板擋住的膠球在水流沖擊下沿柵棒下滑，所以保證膠球在柵板上順利滑移是清洗系統(tǒng)具有較高效率的重要條件。這些條件包括:
(1)柵板傾斜度須與垂直水流成25%角。角度大于25°,膠球可能會卡在柵板上;角度太小也無多大益處,只要系統(tǒng)設計得當就可以;
(2)收球網(wǎng)中的水流速度v,國內(nèi)對V的設計是小于2.0m/s;速度過高,膠球可能楔在柵板上;速度低些是容易做到的,但一般不低于1.7m/so；
(3)國內(nèi)、外設備分別要求柵棒間距L小于7mm和不超過5mm,間距大于數(shù)值要求,會使膠球卡在柵棒中。
(4)柵板限位開關(guān)調(diào)節(jié)失靈時,柵扳會停在某中間位置產(chǎn)生一一個縫隙,導致膠球損失。
(5)收球網(wǎng)與管壁不密合:活動收球網(wǎng)板與循環(huán)水管壁之間間隙一般要小于3mm,但由于加工粗糙或網(wǎng)板變形,運行中水中雜物嵌塞在該間隙中,以及反沖洗后網(wǎng)板不能恢復到原位等原因致使該間隙過大,引起跑球,或膠球可能卡在收球網(wǎng)的柵板上,又加劇了膠球的堵塞,形成惡性循環(huán)。
(6)收球網(wǎng)活動不靈的原因有:
①網(wǎng)板活動部件銹蝕,阻力增加;
②網(wǎng)板上積有垃圾,網(wǎng)板前后壓差增大,增加了開關(guān)的阻力;
③伺服機構(gòu)作用力偏小,裕度不足,阻力稍有增加即不能動作;
④操作機構(gòu)可靠性差,易損壞。
(7)進球管口應安裝在離開凝汽器循環(huán)水進口一段距離的循環(huán)水管直管段上布置,不得在凝汽器水室布置,且應伸到循環(huán)水管中心,方向應朝下(投球管出口須與循環(huán)水流方向相反),且不得硬彎或偏向一一邊,以便膠球均勻進入凝結(jié)器各銅管。
(8)收球網(wǎng)安裝位置要考慮操作維護方便,管道系統(tǒng)布置簡單、短直,接頭彎頭數(shù)量盡可能少。
(9)收球口與收球管如采用大小頭,會形成瓶頸，膠球容易產(chǎn)生堆積。
(10)收球傳動軸材質(zhì)使用碳鋼，容易腐蝕,造成網(wǎng)板傳動軸卡澀銹死。
(11)膠球泵安裝位置過高,或從收球口至膠球泵進口彎頭多,造成膠球泵吸入口條件差或膠球泵揚程流量不足時,會影響膠球泵的正常運行。
1.2凝汽膠球清洗裝置設備及系統(tǒng)方面
(1)循環(huán)水中雜質(zhì)多。循環(huán)水中雜質(zhì)是影響膠球運行的大障礙,尤其是江河水中夾雜大量水草、塑料薄膜蚌殼螺絲與小石子,由于一、二次濾網(wǎng)不嚴而進人凝汽器。進人凝汽器的雜物,有的封住鋼管口,有的堵在鋼管里,有的堆在收球網(wǎng)上,塑料薄膜則貼在凝汽器管板上,所有這些都影響膠球通過,并使收球網(wǎng)前后壓差增大,部分膠球嵌在收球網(wǎng)柵上,網(wǎng)柵前后壓差再增大,甚至使網(wǎng)柵變形損壞。對于開式循環(huán)的機組這個問題特別突出,閉式循環(huán)的機組循環(huán)水相對干凈些。
(2)凝汽器銅管泄漏。銅管微漏的電廠一般采用鋸末堵漏,為了保住堵在漏處的鋸末,通常都停用膠球清洗系統(tǒng)。
(3)循環(huán)水量小:當循環(huán)水流量較小時,會引起膠球穿越銅管的能量不足而堵在管內(nèi);凝汽器進口水室存在渦流。凝汽器進口水室內(nèi)有渦流時,部分膠球在水室內(nèi)打旋,通過銅管的球量減少,影響清洗效果和收球率。
(4)凝汽器管板涂環(huán)氧樹脂引進堵球,為了保護凝汽器銅管的脹口、防止泄漏,有些電廠在凝汽器管板上涂環(huán)氧樹脂等保護層,涂料不免漏人管口,引起堵球和卡球。凝汽器兩端水室死角部分未用5mm鐵板焊牢,使之與循環(huán)水流道隔開,迫使膠球流過鋼管。
(5)由于凝汽器水室存在“死區(qū)”,解決的辦法是在水室中加裝導流板。進出口水室的流程隔板與水室蓋及管板銜接處的狹縫可能引起水流的倒串,導致膠球卡于此,對該類狹縫應進行全面的封堵。
(6)膠球聚集在凝汽器管中,是因為管子內(nèi)部雜物較多或管子內(nèi)壁脫皮阻礙了膠球循環(huán)。
1.3膠球選擇
膠球清洗系統(tǒng)運行好壞與膠球的比重、大小、質(zhì)地等關(guān)系很大，膠球密度要求與循環(huán)水的密度大致相同,這樣膠球才能隨機地進人凝汽器管,國外生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)膠球不僅直徑有不同規(guī)格,而且硬度也分檔,按循環(huán)水流量,即凝汽器管內(nèi)的水速大小來選用不同硬度的膠球。國產(chǎn)膠球生產(chǎn)無質(zhì)量標準,訂貨時僅以尺寸要求,目前膠球大小、硬度不一,膠球太硬,卡在銅管內(nèi)不易通過,有的太軟,容易卡在柵欄上或跑球。選擇微孔粒度均勻、性能穩(wěn)定、球徑較銅管內(nèi)徑大1~2mm的海綿膠球。使用過程中如發(fā)現(xiàn)膠球破損或過分發(fā)胖要及時剔除掉投人新球。也要隨時剔除磨損變小的膠球。當球體直徑比管徑小0.1~0.3mm時,不宜再繼續(xù)使用;或膠球表面金剛砂脫落,露出粘膠層,使膠球相互粘連,結(jié)成片、塊狀，易堵塞收球網(wǎng),投入前應分離。即使同批生產(chǎn)的膠球,尺寸也有大有小,球質(zhì)也有硬、有軟,比重也不一樣,因此要有人驗收、確保膠球質(zhì)量。新膠球投入運行前，應先用水浸泡1~2h。并反復用手捏幾次，使膠球中的微小孔隙都充滿水,避免膠球在出水管中漂浮和滯留。
1.4運行檢修使用維護
(1)投球數(shù)量保持在凝汽器單側(cè)、單流程冷卻管根數(shù)的7%~13%;根據(jù)凝汽器的端差、真空等特性參數(shù)和膠球的直徑、外觀等對清洗效果及時評價,以便更換膠球,多不超過90次累計次數(shù);一般六個月更換一次,夏季三個月更換一次。
(2)每臺機每日白班進行一次膠球清洗,每次半.側(cè)投人300個膠球,清洗1h,收球1h。兩側(cè)輪流清洗。
(3)投運時注意適當調(diào)整循環(huán)水的壓力，保持合理的循環(huán)水壓差，必要時增開一一臺循環(huán)水泵,清洗結(jié)束再停。
(4)進行膠球清洗時應注意操作順序,收球網(wǎng)要切換到收球位置,以防逃球。
(5)當凝汽器水室需檢查時,應先行收球操作,再將水室放水閥打開,以防逃球。
(6)可采取收球時的輔助調(diào)節(jié)及擾動措施。
(7)按時投運,發(fā)現(xiàn)問題及時處理消除。
(8)膠球系統(tǒng)停運應及時將網(wǎng)板置于不收球位置:避免網(wǎng)板垃圾積累過多使網(wǎng)板超過承載能為,導致網(wǎng)板永久變形。
(9)異物卡澀于動靜部分之間應及時清除,不得強行操作執(zhí)行構(gòu)構(gòu)。
(10)清洗過程中膠球泵無特殊情況不得停運,避免膠球停留在凝結(jié)器、循環(huán)水系統(tǒng)或收球網(wǎng)內(nèi),影響膠球回收率。在檢修凝汽器時,應徹底清除冷卻管內(nèi)壁的積垢和臟污,以保證內(nèi)壁高的初始潔凈度,這是膠球能否可靠和長期運行并取得良好效益的重要條件。
1.5管理方面的問題重視不夠和管理不善也是其中之一。
(1)運行無規(guī)章、管理無制度。對膠球清洗工作,除部分電廠訂有條例和考核辦法外,大部分電廠都無明文規(guī)定,也無考核制度,操作人員無章可循,運行自由度很大，管理人員又很少過問，即使發(fā)現(xiàn)問題也缺乏有效管理辦法。此外，運行人員配備欠妥,領導缺乏檢查。
(2)缺少日常檢查和定期維修。英國S9r9entandLundy公司前幾年曾對美國、加拿大、歐洲和日本的共185個電廠382臺機組的凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)進行調(diào)查,其中222臺機組使用膠球清洗系統(tǒng),絕大部分都運行良好,其重要經(jīng)驗之一是定期維修。美國裝備多的是德國TaProge公司一、二代產(chǎn)品,每月的維修時間分別為15h和8h,定期檢查收球網(wǎng)的機械聯(lián)動部分,以保證網(wǎng)板位置正確,避免跑球。而國產(chǎn)設備的網(wǎng)板及操作機構(gòu)出于機械加工粗糙,經(jīng)常卡澀。
1.6膠球循環(huán)回收系統(tǒng)
對清洗效率的影響設計較好的膠球清洗裝置,每個膠球完成一一次循環(huán)大約需要30s,即每個膠球1min(有的數(shù)據(jù)是5min)內(nèi)可以清洗2根凝汽器管。所以,提高膠球清洗裝置的效率必須抓住收球率這一一主要環(huán)節(jié)。膠球損失是很容易發(fā)現(xiàn)的,一是裝入新球后在收球裝置中回收不到大致相同數(shù)量的膠球,二是在出水發(fā)現(xiàn)大量的膠球。膠球損失過多會使循環(huán)回路中膠球數(shù)量逐漸減少,導致凝汽器管清洗頻率降低,造成較大的能量損失。膠球損失一般有2種原因,即膠球聚集或停滯在回路的某一部分和膠球從循環(huán)回路中漏掉。雖然存在于回路中的沒有參與循環(huán)的膠球?qū)η逑囱b置沒有影響,但這些膠球終會在收球網(wǎng)反沖洗時損失。膠球可能聚集或停滯的部位有收球網(wǎng)的大柵板處、回收系統(tǒng)、凝汽器水室凝汽器管和輔助放水管內(nèi)。
經(jīng)驗證明,良好的設備是保證膠球清洗裝置工作順利投運的先決條件,而優(yōu)質(zhì)的維護與管理又是正常投運的必要條件,兩者緊密結(jié)合,缺一不可。
