凝汽器膠球清洗裝置存在問題與對策

        針對#1、#2機組膠球清洗裝置在投運過程中出現的問題展開分析及探討,并進行一系列改造方案。實踐證明,改造方案是可行而有效的,成功地將4套膠球清洗裝置投入運行,取得顯著效果。
        #1、#2機組凝汽器清洗裝置，生產的早期產品,全套膠球清洗裝置由收球網、裝球室、膠球輸送泵和電氣控制柜等部件組成,收球網是凝汽器膠球清洗裝置回收膠球的關鍵設備,收球網采用活動斜板柵格側轉到位收球,正常運行時轉至豎起位置，基本不產生水阻,收球網型號HQW一1200型,配套的膠球輸送泵為輸送膠球用的125JQ-15型離心泵,裝球室型號LZQS-φ377/q1100,由于操作及維護不便,加上制造工藝質量問題,收球率始終達不到設計要求的95%以上。
       
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(huán)效率的主要方法之一。如果汽輪機背壓增高,將導致熱耗及煤耗增加;凝汽器銅管的污臟,使換熱系數變小，端差增大,凝汽器真空降低,膠球清洗是凝汽器的成熟方法,實踐表明，膠球清洗裝置定期正常投用，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,投產初期收球率就低,進行過幾次改造,但收效甚微。由于膠球清洗裝置不能正常投入,凝汽器傳熱端差增大，平均值在16~17C,夏季時高達到19~23C。嚴重影響了機組的經濟性,在夏季高溫季節(jié)凝汽器真空已成為制約機組帶負荷能力的重要因素。夏天就曾多次因為凝汽器真空低而限負荷。為此我們成立攻關小組，對膠球清洗裝置進行全面分析研究,制定改造方案,利用小修機會對系統(tǒng)進行改造,改造取得成功。

一、膠球清洗裝置存在問題

       
#1、#2機組分別于10月、12月相繼投產,機組剛轉人生產期時曾試投清洗,均未能成功，凝汽器膠球清洗裝置不能正常投人運行,凝汽器端差增大,限制機組負荷的增加,凝汽器端差不能得到有效控制,在人工清洗時發(fā)現管壁上黃乎乎的軟垢有2mm左右,嚴重影響了凝汽器的熱交換能力,要徹底清洗銅管中軟垢,只有對膠球清洗裝置進行改造,力求膠球清洗裝置能正常投人使用,發(fā)揮其在線運行,清洗效果明顯的特點。

二、膠球清洗裝置原因分析及處理

        在投人膠球清洗裝置時,在冷卻水塔發(fā)現大量的膠球,說明漏球現象嚴重,對可能存在影響收球率高的原因我們進行了分析。
1.二次濾網問題。
        投產初期對此認識不足,認為循環(huán)水為閉路循環(huán),水源較為干凈，所以凝汽器人口側沒有安裝二次濾過網，但從運行實踐分析,凝汽器的銅管常被較多的雜物堵塞,并有較多的泥砂積淤,使循環(huán)水壓差減小，流量減小,不利于膠球的循環(huán)，而且會堵塞凝汽器的管孔,妨礙膠球的通過,流量的減小會導致循環(huán)水的溫升較明顯,而造成膠球回球率低;因此,有必要在一次濾網之后、凝汽器人口前設置二次濾網。如圖1所示。

2.凝汽器的檢查處理。我們對凝汽器結垢與膠球清洗裝置的適用性作了全面的檢查。

       
(1)對凝汽器新更換的和已有的銅管嚴格按國家標準進行檢查、驗收;對銅管伸出管板的長度亦嚴格執(zhí)行國家的有關標準,防止膠球在此形成死區(qū);徹底清除水室及管內的一切雜物,確保潔凈之后再封閉。

       
(2)我們發(fā)現凝汽器放空氣門在投人膠球清洗裝置后放水不暢,說明此處已經塞球了,凝汽器半側人工清洗時發(fā)現里面塞滿了膠球,此處加十字鋼筋封住。

       
(3)膠球循環(huán)系統(tǒng)內流暢問題嚴重影響膠球的正常投人,死區(qū)、渦流的存在使?jié)駪B(tài)密度較小的膠球滯留在凝汽器水室中。如圖2所示，循環(huán)水從冷凝管流向截面突然擴大的凝汽器水室。由于流體質點有慣性,流體質點的運動軌跡不可能按照管道的形狀突然轉彎擴大,即整個流體在離開冷凝管后只能繼續(xù)向前流動,逐漸擴大,這樣在管壁拐角處流體與管壁脫離形成漩渦區(qū)。旋渦區(qū)外側流體質點的運動方向與主流的流動方向不一致,形成回轉運動。這樣部分膠球在漩渦區(qū)會大量聚集,嚴重影響系統(tǒng)的正常運轉。對凝汽器水室內部分區(qū)域進行封堵可以很好的解決以上問題。

圈2流體在凝汽器銅管及凝汽器水室中流線分布示意圖

3.收球網的檢查和處理。

       
冷卻水塔內有膠球，說明收球沒有收到位有跑球現象,停運凝汽器半側檢查發(fā)現存在兩個問題。

       
(1)柵格上有較多垃圾包括塑料、紙、填料及石頭等雜物,它們的存在使柵格流通面積減小，水流速加大,膠球可能卡在收球網的柵板上,又加劇了膠球的堵塞,形成惡性循環(huán),采用人工機械的方法認真清除了網格以及收
球網相應簡內壁上的雜物，全部清除干凈。

       
(2)柵格沒有關到位,調整電動執(zhí)行機構螺桿,使收球網關到位。

4.收球網出球口改造。

       
原出球口設計成倒噴嘴，在出球口處造成失壓,影響了膠球泵的抽吸能力,現將出球口口徑均縮小至DN80,如圖3所示，虛線部分為改造后情況,并將方形擴口封堵。膠球泵的抽吸能力與出球口面積成反比,改造后,膠球泵的抽吸能力提高802/402=4倍。

圖3收球網出球口改造示意圖

5.管道及附屬部件檢修。

       
整個膠球清洗裝置管路過長，使用90°彎頭過多,造.成膠球循環(huán)不暢,所以為了減小膠球流動阻力,將90°彎頭改變成45°彎頭，如圖4所示，縮短膠球清洗裝置的出人口管路0.5m,并且管路也由q108mm改變成φp89mm。

圖4膠球系統(tǒng)管路彎頭改造示意圖

6.膠球的選用。

       
(1)濕態(tài)密度:膠球的濕態(tài)密度要求與循環(huán)水基本一致,這樣膠球才能隨機進人凝汽器銅管。發(fā)泡不均或吸水性差都直接影響膠球的濕態(tài)密度，所以新膠球投人運行前先用水浸泡1~2小時,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。

       
(2)化學性能:膠球的化學性能集中表現在膨脹與老化,在使用周期內老化的膠球表現為:發(fā)粘、內部開裂等，開裂的膠球無法達到清洗效果。

       
(3)硬度:膠球的彈性硬度,直接影響著膠球對凝汽器銅管的清洗作用。但是,硬質垢層一且形成，普能膠球將難以奏效�？梢愿鶕縻~管材質不同，選擇合適的金鋼砂球將硬垢去除。

       
(4)直徑:實際使用時,膠球外徑必須總是大于被清洗管的內徑。

7.制定操作規(guī)程和管理制度。

       
運行方面先完善了每日一次的清洗制度及定期反沖洗,由人負責,落實到班組,并且明確一些操作上的措施,如投人系統(tǒng)循環(huán)的膠球數量應達到凝汽器冷卻水一個流程銅管根數的20%;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監(jiān)督檢查,以便更換膠球,多不超過90次累計次數;投運時注意收球網位置到位不能跑球,收球率達到95%以上,可將收球網打至運行位置,不讓其對循環(huán)水產生水阻。
三改造后的效果
處理后再次投運膠球清洗裝置,每天投運2小時,收球率都在95%以上,#1、#2機凝汽器端差基本維持在8C~9C,真空保持在94kpa左右,汽耗明顯下降,生產指標也有明顯好轉,公司用電得到有力保障,達到了改造效果,重要的是為公司節(jié)約了能源，保證了機組安全穩(wěn)定經濟運行。

四、結束語

       
1、由以上影響凝汽器換熱及真空的因素及改造措施可見，在線運行的凝汽器存在一定的改造潛力,根據機組自己的特點對凝汽器進行適當的改造,可以不同程度的提高機組運行真空和經濟性。

       
2、兩臺機組4套膠球清
洗裝置之所以投人運行之初效果不明顯,收球率低,關鍵原因在于收球網制造差及安裝工藝粗糙,存在著嚴重缺陷,投運之初又沒有及時進行調試，導致停用后結垢嚴重,又由于基建期設計時沒有安裝二次濾過網,致使許多雜物進人凝汽器,這些雜物容易堵塞管板、銅管，使膠球清洗裝置不能正常工作。也妨礙了膠球清洗裝置的投運。

       
3、加強膠球清洗裝置的管理很有必要,實踐證明,只有健全組織,制定有關規(guī)章制度,健全運行、技術記錄。只有科學的管理是保證膠球清洗系統(tǒng)的正常投人和有效的運行。