凝汽器膠球清洗早在60年代已在我國少數電廠開始應用。70年代末、80年代初,根據有關資料介紹的凝汽器膠球清洗原理,自行設計、制造、并安裝在5、6號機組上(N12型機組),經過十幾年的運行,效果很好,經濟性十分顯著。隨著火電廠單機容量的不斷增大,對于膠球清洗裝置的設計、制造,系統布置、安裝質量的要求越來越高。根據安裝在8號機組(N40型機組)及配套安裝在11、12號機組(N125型機組)上的膠球清洗裝置的使用情況,結合國內許多大型機組上配套投入膠球清洗裝置的運行經驗介紹,發現膠球清洗裝置能夠連續正常運行的機組不多,或多或少的存在著這樣或那樣的問題。
1、影響凝汽器膠球清洗的原因
1.1 設計制造不合理的影響
對于開式循環的供水系統,凝汽器出水在虹吸作用下,其水流狀況十分復雜,膠球清洗對其收球裝置的結構布置要求較高。裝在5、6號機組上的收球網裝置,由于管徑(Dg600)較小,其收球網的底錐角可制作得較小,運行中膠球在網體內的流動特性較好,收球穩定,收球率高(均在95%以上)。對于大型機組,凝汽器出水管徑較大(N125型為Dg1400,N300型為Dg1800),如果要設計、制造較小的底部錐角,則網體要制造得很長,由于受凝汽器出水管場地的限制,實際上是不可能的。制造單位為了解決這一矛盾,設計、制造了如附圖所示的活翻板式收球網。
附圖活翻板式收球網
上網體:采用兩片活動柵格型,有不銹鋼柵板,間距8mm,橫向有加強筋加固并裝有轉動裝置(有手動和液動兩種)。收球時旋轉轉動裝置,使兩網板成約60°,上部圓弧部分與筒體緊貼。網板轉動到相反位置,由流水對網板進行反沖洗。平時網板平行于筒體位置,用以減小水阻。
導流翼:用來降低該處中心流的壓力,消除膠球在流水漩渦作用下堆集現象,有利于膠球向下網體流動。
下方箱:由前、后兩側板等組成,通流截面為矩型,內部裝有下網體、關斷閥、調節閥和出球管。下網體安裝在上網體下部,接收上網體匯集的膠球,并由下網體再匯集至出球管,將膠球送出。
下網體:由一對或兩對夾角約60°的柵格網板組成,裝有轉動裝置,可以反沖洗,其性能與上網體相同。
關斷閥、調節閥分別位于方箱上口和下口,在穩定和提高收球率方面起輔助調節作用。在關閉關斷閥的同時打開調節閥,由于膠球泵的虹吸作用,水流從下網體的背面流向正面,可以幫助回收積存在下網板上的膠球。如快速啟閉關斷閥,引起出水的脈沖水流,可以起到回放上網體柵條積集的作用。
2、膠球清洗裝置及其系統的改進
2.1 改進膠球收球網
針對膠球收球網存在的上述問題,我們對8號機組的收球網進行了改進。
a.校正上下網板不銹鋼柵片,翻板網板部分偏大的間隙,消除跑球現象。
b.在網板轉軸上加裝限位銷,消除運行中網板的抖動現象。
c.在下方箱內對稱燒焊二塊鋼板,縮小下方箱的通流面積,提高膠球入口處的抽吸能力。
d.在收球網對應的外殼處開一人孔門,定期檢查消除收球網內部的不良情況。
e.在收球網的下部安裝蝶閥,運行中通過調節蝶閥的角度,確保膠球的正常運行,提高清洗效果。
2.2 對膠球清洗系統的改進措施
a.利用機組小修的機會,對凝汽器進出水管的各個死角,用鋼板覆蓋,對上下水室的隔板夾縫采用焊補,消除躲球、夾球現象。
b.對膠球泵進行大修,提高膠球泵效率,并定期對填料室加填料,消除運行中的跌泵現象。
c.定期對管閥系統裝球室進行檢修,防止管閥系統卡澀。
d.重新布置簡化系統,如12號機組膠球系統重新布置,縮短管段,減少彎頭,使膠球泵的出水壓力由原來的0.08MPa提高到0.1MPa,使其收球情況得到改善。
2.3 降低膠球泵相對于膠球網的標高
11、12號機在小修中將膠球泵入口處的標高降低800mm,使之與膠球網出口管標高一致,消除膠球泵進口抽吸阻力,使膠球泵運行工況大大改善。
3、加強運行管理
3.1 加強對膠球清洗裝置的運行管理
a.編制膠球清洗操作規程,嚴格按操作程序執行。
b.建立、健全各項運行規章制度,定期對投運膠球清洗。例如,根據長江水質及水溫情況,規定每年的10月15日至翌年的3月15日不對凝汽器進行膠球清洗,但在膠球清洗裝置投運前,必須對凝汽器水室及銅管進行檢查,以保證膠球正常運行。
c.加強運行分析。在膠球清洗過程中,如發現收球率明顯降低或運行不正常時,應及時查找原因,消除設備缺陷。
d.加強對海綿膠球的管理。購置優質海綿膠球,嚴格海綿膠球進貨質量驗收制度,以確保膠球清洗裝置的投用率及收球率。
e.對具有凝汽器反沖洗裝置的機組,不定期進行凝汽器反沖洗,以排除凝器垃圾的堵塞現象,提高膠球的循環倍率和清洗效果。
3.2 改進操作方法
a.操作人員在膠球清洗凝汽器時,必須認真負責,通過裝球室的有機玻璃看窗檢查膠球在系統中的運行情況,發現膠球運行數量減少時,要及時操作調節閥或關斷閥,以消除因渦流影響而吸附到網板柵片上的膠球,提高膠球循環倍率。
b.冬季水溫較低,進入凝汽器的水量較小,循環水進水壓力偏低,膠球投用時,部分膠球很難通過銅管,此時可采用增加循環水泵或開大凝汽器進水門的方法,增加凝汽器進水量,提高循環水進水壓力,增大膠球通過銅管的推力。也可以在膠球投運中,適當開關凝汽器進水門數次(關小時以保證虹吸不破壞為條件),使凝汽器進水造成脈沖,把卡在凝汽器中的膠球沖過去。此法清洗效果較顯著,缺點是進水門的開關頻繁,加劇了進水門閥桿與閥套的磨損。
c.膠球清洗裝置不投用時,對膠球網板進行反沖洗,以排除網板柵條上的垃圾。
d.根據冷卻水質情況,合理的選用膠球清洗周期和清洗時間。對于夏季長江水質較差,泥污、垃圾及微生物較多的狀況,必須保證每天清洗一次,清洗時間可適當放長一些。
3.3 加強運行管理。
各級管理人員要重視,要人負責檢查,做到有指標、有分析、有措施、有效果。同時,加強運行技術技能培訓,提高運行、檢修人員素質,進一步掌握了解膠球清洗設備的性能、操作要領、使用特點和技巧。
4、使用中的注意問題
4.1膠球清洗裝置在許多電廠中廣泛應用,其使用效果顯著,尤其是在夏天,合理的投用一次膠球清洗,凝汽器真空度可提高1%,端差減少4~8C,煤耗降低許多。因此,保證膠球清洗裝置的投用率很重要。
4.2膠球泵入口取自凝汽器出水管上,由于虹吸作用,水泵進口為負壓狀態,在起動膠球泵前不應先開出水門,否則會造成膠球泵倒轉,啟動時燒壞電機。
4.3對于使用期較長的凝汽器銅管,在凝汽器清洗中,由于膠球和泥沙的沖刷,會加劇銅管的泄漏,因此,膠球清洗投用時,應加強對凝結水水質的監督,發現硬度超標,及時對凝汽器銅管進行悶堵,并利用機組檢修時更換漏管。有條件的電廠可利用機組大修時.對銅管進行硫酸亞鐵涂膜處理,可以有效的保護和防止銅管腐蝕,延長其使用壽命。
4.4膠球清洗結束后,必須對膠球清洗系統注滿水,以防止系統中的空氣漏入,造成凝汽器出水管虹吸降低或真空破壞。
4.5目前,大型組上使用的蝶式膠球清洗設備,在實際運用時均發生許多問題,影響機組的經濟運行。有的電廠已對膠球清洗設備的收球網進行了徹底的改造,縮小了膠球柵片的夾角,提高了清洗效果和投用率。但此項改進成本大,耗時長,只有在機組大修時才能進行。因此,要提高膠球清洗設備在大型機組上的投用率和收球率及清洗效果,必須從設計制造上著手。
目前,國外機組上使用的膠球清洗裝置在結構上比較簡單,清洗效果較好,國內也有少數電廠開始使用DBS型膠球清洗裝置,如電廠一期2臺300MW機組上配用的膠球清洗裝置,設計時為蝶式,鑒于蝶式收球裝置實際中存在的問題,我們已請制造廠改為DBS型膠球清洗裝置,該裝置的主要特點是膠球網結構簡單,便于配套程序控制。當然,使用效果還有待于實踐的檢驗。