凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)改造技術(shù)分析

       凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)改造技術(shù)分析，通過SF型收球網(wǎng)和凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)的成功改造以及改造前后性能的比較分析,指出了該系統(tǒng)在實用中常見的一些問題和解決的方法,并介紹了改進型三代收球網(wǎng)的應用效果。
       凝汽器膠球清洗裝置技術(shù)引進國內(nèi)使用已多年。但是,據(jù)有關方面調(diào)查,使用的效果并不好,投運率也很低。歸納起來主要存在兩方面的問題:一是管理性問題;另一是設備缺陷問題。管理方面涉及到定期操作制度不合理,操作技術(shù)不規(guī)范等,在此僅就設備缺陷改進問題介紹改進效果,并作一些技術(shù)分析,以期對有關業(yè)技術(shù)人員的工作和電力生產(chǎn)能有所幫助。
1三代收球網(wǎng)的改造
       近些年隨著裝機容量的大型化,汽機島的高度增長要遠小于其長度和寬度的增長。這就給位于凝結(jié)器循環(huán)水出口側(cè)膠球清洗系統(tǒng)設備的收球網(wǎng)的布置帶來了困難;促使其技術(shù)設計由小徑高比向著大徑高比方向變化的發(fā)展。三代收球網(wǎng)因此應運而生。
       三代收球網(wǎng)基本結(jié)構(gòu)如圖1的SF1400型收球網(wǎng)示意圖所示。相對一和二代收球網(wǎng)而言其結(jié)構(gòu)簡單,可供調(diào)節(jié)的手段少。這樣就把收球網(wǎng)在水力工況變化時如何適應的矛盾由運行操作者的調(diào)整來解決的方式轉(zhuǎn)化為依靠設計人員的設計水平來解決的方式,即收球網(wǎng)需要有一個優(yōu)秀的流場設計。
       我們在工作中曾接觸過多家制造廠生產(chǎn)的同一容量的三代收球網(wǎng),它們在結(jié)構(gòu)形式上雖大致相同,但使用效果卻相差很大。不少制造廠由于只是采用模仿他人設計的方法,再加之對三代收球網(wǎng)的技術(shù)特點沒有掌握,因此在結(jié)構(gòu)設計的細處經(jīng)常處于盲然并存在隨意性,結(jié)果問題層出。歸納起來有如下幾點:
       (1)阻尼件設計形式不一,定位隨意,其結(jié)果形同虛設。
       (2)柵板的夾角設計和阻尼件布置設計之間的配合缺乏技術(shù)依據(jù),多數(shù)為套用或盲目地模仿,效果普遍較差。
       (3)柵板與殼體底部膠球匯集口之間的嚙合多為硬連接,這在原理上可行,但是沒有考慮到生產(chǎn)中實際應用條件的限制;在自動控制操作時此處經(jīng)常嚙合不嚴(應采用柔性連接)。
       例如某制造廠為1臺N6815型凝結(jié)器配套的<1400三代網(wǎng),原設計中兩柵板網(wǎng)之間夾角過大(大于60°),且阻尼件在流場中的位置布置不適當,形狀也不合理,因此造成實際運行中柵網(wǎng)面上大面積停球,如圖1b所示。無法產(chǎn)生球流的正常循環(huán),清洗效果極差,膠球的回收率只有10%～20%。又如另一制造廠NT100-Ⅲ型凝結(jié)器配套的<1400三代網(wǎng)柵板和阻尼環(huán)設計雖基本準確,但是收球效率也只有50%～60%,網(wǎng)內(nèi)積球嚴重。
       針對這些情況,建立了1只模擬試驗臺進行試驗,改進的設計依據(jù)是以在這只比例為1∶5的水模試驗臺上,所獲取的試驗數(shù)據(jù)為指導,經(jīng)分析計算而確定的。
       試驗數(shù)據(jù)表明,N6815型的網(wǎng)原設計當收球網(wǎng)處在運行位置時,網(wǎng)內(nèi)柵板面前后水壓之差Δp變化規(guī)律是由循環(huán)水來流指向膠球抽吸口方向沿程不斷增加,柵板的下部Δp值的差別可以高達1000Pa以上。由于水流垂直于網(wǎng)面的正壓力過高,使得在網(wǎng)面上滑行、滾動的膠球運動阻力陡增,這是網(wǎng)面停球的主要原因。改進設計時,因受現(xiàn)場條件限制柵板角度未變,而在柵板中下部流場內(nèi)合理設置了阻尼件,且阻尼件形狀也由機翼型改進成拋物線薄板型,使得對應網(wǎng)面前后壓差Δp大幅降低,徹底消除了網(wǎng)面上的停球現(xiàn)象,建立起正常的球流循環(huán),取得了很好的效果。而對NT100-Ⅲ型的網(wǎng)改進重點則是放在膠球匯集抽出口的泄水、流動條件的改善上。由于水模試驗結(jié)果指導明顯、準確,網(wǎng)內(nèi)積球得以消除,使得改造工作獲得了圓滿成功。兩只收球網(wǎng)改造前后的性能比較參見表1。
2凝結(jié)器水室的改造
       目前國內(nèi)的汽機房凝結(jié)器設計與膠球清洗系統(tǒng)的設計是相互獨立的,凝結(jié)器設計技術(shù)并沒有考慮膠球清洗這一特殊需求,換言之它們不是一種配套設計,須由用戶根據(jù)自己的特殊需要改進設計。這是一個體制問題,目前已顯現(xiàn)出它的弊端,應該著手解決。
表1N6815和NT100-Ⅲ型膠球清洗系統(tǒng)改造前后測試結(jié)果

       例如NT100-Ⅲ型凝結(jié)器為兩道制水路,前后水室內(nèi)死角較多,不利于膠球循環(huán)。據(jù)改造前進行的項試驗表明,僅后水室的滯球率就達到10%～15%,尤其是在小流量工況下更為嚴重。改造中在前后水室多處,尤其是后水室頂部加裝了導流板,消除了滯留死區(qū),取得了很好的效果。
3膠球泵容量的選擇
       膠球泵水流量應控制在凝結(jié)器循環(huán)冷卻水流量的0.1%范圍,而目前制造廠提供的膠球泵系列產(chǎn)品種類較少,一般為125SS-9/12/21等幾個型號。廠家配套的泵容量占凝結(jié)器循環(huán)水流量的比例約在1.2%～2%以上,某些制造廠還想用大容量的泵汲水作用來彌補收球網(wǎng)的不良設計,這種做法不僅多數(shù)于事無補,而且還會提高凝結(jié)器傳熱過程中的冷卻水平均溫度水平,增加泵功消耗。應引起有關部門的足夠重視,及時糾正這種傾向。
4改造效果的比較
       改進的某N6815型和NT100-Ⅲ型凝結(jié)器膠球清洗裝置系統(tǒng)在改造前后均作了性能對比性試驗,其試驗的平均測試結(jié)果見表1所示。
從多次的比較性試驗結(jié)果還可明顯看出以下幾點差別:
       (1)改進后的膠球清洗裝置系統(tǒng)在凝結(jié)器設計冷卻水流量的70%～115%范圍內(nèi)各種運行條件下性能都比較穩(wěn)定,說明其工況適應好,而原有系統(tǒng)受水流量變化的影響較大。
       (2)改進型的三代收球網(wǎng)在次收球5~10min之內(nèi)就能夠達到85%以上,收球時間明顯縮短,說明系統(tǒng)內(nèi)(主要是收球網(wǎng)處)窩球、滯球現(xiàn)象大大減少。
       (1)由于SF型三代收球網(wǎng)具有較大的徑高比,這在大型機組的安裝布置方面取得了優(yōu)勢,但是也對其內(nèi)部的流場設計提出了很高的要求。不少制造廠家簡單地模仿套用他人設計是造成其性能下降的主要原因。以模擬試驗方法指導技術(shù)設計和改進不失為一種組織好網(wǎng)內(nèi)流場的有效手段。
       (2)所介紹的在模型試驗指導下設計的改進型SF型三代收球網(wǎng)具有流量適應范圍寬、收球時間短、收球率高而穩(wěn)的性能特點。
       (3)在凝結(jié)器膠球清洗裝置系統(tǒng)設計中,凝結(jié)器的水室結(jié)構(gòu)是否合理應該引起足夠的重視。建議有關部門將凝結(jié)器與膠球清洗裝置系統(tǒng)兩者進行配套設計。
       (4)須嚴格控制膠球泵的流量,以保證凝汽系統(tǒng)整體經(jīng)濟性。