凝汽器膠球清洗裝置系統改造方案基本原理、組成及膠球類型選用

      凝汽器膠球清洗裝置系統改造方案基本原理、組成及膠球類型選用，針對國產300MW機組凝汽器膠球清洗裝置系統收球率低的問題，發電廠對收球網、凝汽器水室及系統進行了改造，取得了很好的效果。介紹了該膠球清洗裝置系統的基本原理、組成及膠球類型的選用，提出了具體改造方案，供同類型機組改造時參考。
      目前我國大型火力發電廠的凝汽器普遍采用凝汽器膠球清洗裝置系統，它可以在機組運行狀態下清洗凝汽器銅管。從發電廠近幾年來凝汽器膠球清洗裝置系統運行情況看，凝汽器膠球清洗裝置系統的合理設計、使用和維護，不但能降低凝汽器端差和背壓，提高汽輪機組真空度，降低機組煤耗，而且能抑制凝汽器銅管的水側結垢、腐蝕，它是實現機組安全經濟運行的有效措施。發電廠1、2號機組原凝汽器膠球清洗裝置系統是1994年投入運行的，系統如圖1所示。
      凝汽器膠球清洗裝置系統流程：裝球室→凝汽器銅管→收球網→膠球匯集器→膠球泵→裝球室。
      1號機組自投產以來，凝汽器膠球清洗裝置系統使用效果不佳，收球率低，造成凝汽器運行條件的惡化，為此，在1995、1996年1號機組臨檢、小修期間，對1號機組凝汽器膠球清洗裝置系統進行了改造。
1設備簡介
      我廠1號機組凝汽器膠球清洗裝置系統是中國兵器工業長春55研究所設計的產品。此系統的設備規范如下：
      a.收球網(見圖2a)型號DDSS-1600—I公稱通徑1600mm設計壓力0.6MPa
      b.裝球室型號ZQS400-Ⅱ
      c.膠球匯集器型號150XZ-12.5A圖1凝汽器膠球清洗裝置系統示意圖流量120m3/h轉速970r/min
      d.全電壓三相空載試驗受到現場電源條件限制，試驗準備時間長，費用高，而且對故障相判斷也需依賴于單相空載試驗來確定。
      e.國外一些廠家在變壓器出廠試驗中給出200V低電壓空載試驗數據，供現場試驗時對比，這一做法值得借鑒。國內的變壓器生產廠家應向用戶提供單相低電壓試驗數據，以便現場對比。
      f.電力系統新投入變壓器或大修后變壓器如能進行低電壓空載、低電流短路試驗，建立變壓器此項技術檔案，對變壓器的正常運行監視及發生異常、故障時的缺陷判斷、查找是十分有利的。
      低電壓單相空載試驗對查找變壓器繞組、鐵心故障來講是值得突出重視的一種試驗方法。該方法具有試驗設備輕便，易于現場應用，判斷故障準確，靈敏度高等特點，應該大力推廣。
2凝汽器膠球清洗裝置系統的改造
      我廠對1號機組凝汽器膠球清洗裝置系統的改造分為兩個階段。
2.1一階段
      將原收球網拆除，改裝為哈爾濱北方節能技術開發應用研究所生產的HSSW-1600型收球網(見圖2b)。
      DDSS-1600-I型收球網結構復雜，水阻大，膠球隨循環水經過正V形網篦和擋球板落至W形收球柵，2根收球管從W形收球柵的低點接出，正V形收球網的收球管口基本位于管路中心。由于循環水管道內水流的狀態為紊流(見圖3),而收球點正位于速度大的紊流區域，膠球從正V形網柵經擋球板下落后很快堵在W形收球柵處，不能橫向流動進入收球管。
      HSSW-1600型收球網是倒V形網篦結構，收球管在收球網簡殼壁兩側，該處由于壁面限制，粘性的阻滯作用使水流速度急速下降，而且這種收球網水阻比較小，膠球能順利隨水流向網柵兩側流動，平穩地進入圓弧狀收球管路。此種收球網可通過反向旋轉實現反沖洗。更換收球網后，我們進行了投球實驗，收球率雖有所提高，但仍不理想。
2.2二階段
2.2.1凝汽器膠球清洗裝置收球網改造
      由于HSSW-1600型收球網是活動收球網，在循環水的沖擊下，定位銷不緊，易使收球網變位，邊緣出現空隙而造成漏球；同時在收球網兩側收球處上部易形成回流區，使部分球在收球網兩側懸浮，不回流�？紤]我廠循環水是閉式循環，水質良好可不用反沖洗功能，故把原活動式收球網改成焊接固定式收球網，同時在收球網兩側收球管口上方加裝了導流板(見圖4)。
2.2.2凝汽器水室改造
      由于循環水進入凝汽器前水室，在水室四角產生死角或回流區，造成部分膠球滯留，不參與循環。針對此情況，在凝汽器水室間隔及四角用5mm厚鋼板堵焊(見圖5,導流板焊接時不準壓蓋冷卻水管口)。
2.2.3凝汽器膠球清洗裝置系統改造
      膠球匯集器位于膠球泵入口管段，由于它的存在，使膠球泵入口管段彎頭增多，增大了膠球入口阻力；另外膠球匯集器本身就是大的阻力源，考慮到取消匯集器對系統沒有影響，所以取消了膠球匯集器；同時對管路進行重新布置，減少了彎頭數量。這樣，大大減少了膠球泵入口阻力，利于膠球回收。
3凝汽器膠球清洗裝置系統試投及膠球的選用
      凝汽器膠球清洗裝置系統改造后，對其進行了試運行，次試驗采用海綿膠球、橡膠球、復合橡膠海綿膠球進行投放與回收，收球率均在95%以上。考慮到橡膠球、復合球對以后清洗銅管不利，故選用海綿膠球。
      投放海綿膠球的數量應視管的數量而定。憑經驗，一般以單流程銅管數量的1/8為佳，投球數量偏少，清洗效果較差。
      海綿膠球的質量也是決定收球率的主要因素。一般要求海綿膠球有良好的外形，呈蜂窩狀，氣孔均勻，孔與孔相通，在水中長期存放不發粘，不變形，在水中的膨脹率不超過10%;同時要求干視密度≤0.51g/cm3;濕視密度1.0～1.25g/cm3;相對壓縮率30%～48%;扯斷強度14.7MPa。
每次回收的海綿膠球要從收球室取出放到清水中，保持海綿膠球的清潔和一定的彈性，把受損壞的海綿膠球選出，補充完好的新球，根據球磨損程度定期更換，保持海綿膠球與凝汽器銅管內壁彈性接觸。這樣即可保證銅管清洗效果，又可避免銅管內壁出現劃痕。
4膠球系統投入后的效果
a.節煤
      膠球系統改造后，開始定期投球，收球率均在95%以上。由于循環水采取加酸加藥防垢處理并堅持膠球投入率100%,使凝汽器端差下降了4.5C,真空提高了1.1kPa。由吉林省電力科學研究院所做的1號機組熱力試驗可知：真空每升高1kPa,機組熱耗就下降46.3kJ/(kW·h)。取鍋爐效率90%,管道效率99%,標準煤熱值29271.2kJ/kg,按1號機1a發電15億kW·h計算，全年平均節約標準煤量為2929.2t。若按340元/t計算，每年可節約人民幣99.6萬元。
b.降低端差
      端差是反映凝汽器設備熱交換狀況的指標，一般凝汽器端差增大，主要是由銅管內表面污垢造成的。凝汽器膠球清洗裝置系統的投入對端差下降起到了一定作用，效果比較明顯。
c.其它
      凝汽器膠球清洗裝置系統正常投運，減輕了大、小修時清洗凝汽器的勞動強度，減少了開支；同時也改善了凝汽器的工作條件，增強了抗腐蝕能力，延長了銅管使用壽命。
5改造后存在的問題及結論
改造后的凝汽器膠球清洗裝置系統投運2a來尚存在以下問題：
      由于收球網不具有反沖洗功能，冬季從涼水塔出來的填料易堵塞收球網，應該加強對涼水塔的維護工作，打冰時注意防止損壞淋水裝置，同時應加強清污機的運行投入；海綿膠球在使用前需經過浸水處理，費時費力不方便。
      應加強對熱工、電氣人員的培訓，保證凝汽器膠球清洗裝置系統的自動投入，減輕投運人員的勞動強度，同時也可保證正確的投球、收球方式。
      凝汽器膠球清洗裝置系統的可靠投入，會帶來可觀的經濟效益；通過對現有設備進行改造，就能使其正常運行。因此無論從安全運行方面，還是從經濟方面考慮，凝汽器膠球清洗裝置系統改造都是值得推廣的。