膠球清洗裝置收球率低原因改造方案分析？
膠球清洗裝置收球率低原因改造方案分析？針對(duì)某電廠125MW機(jī)組膠球清洗裝置在投運(yùn)過程中出現(xiàn)的問題展開了分析和探討，并實(shí)施一系列改造方案，實(shí)踐表明，施行的方案是可行而有效的，成功地將4套膠球清洗裝置投入運(yùn)行，取得明顯效果。
該電廠兩臺(tái)凝汽器膠球清洗裝置。全套膠球清洗裝置由二次濾網(wǎng)、裝球室、膠球輸送泵和收球網(wǎng)幾大部件組成。收球網(wǎng)為帶有上下收球網(wǎng)的活動(dòng)?xùn)鸥穹较湫?型號(hào)S-1400-1，規(guī)格φ1420mm×2500mm，配套的膠球輸送泵為輸送膠球用的125SS-9型離心泵，裝球室型號(hào)Z-300-1屬我國(guó)膠球清洗裝置典型的二代產(chǎn)品(設(shè)計(jì)和制造部門不再向用戶推薦)。其安裝困難，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，材料消耗多，操作和維護(hù)不便，故障率較高，加上制造質(zhì)量的問題，收球率始終達(dá)不到設(shè)計(jì)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(jī)組循環(huán)熱效率的主要方法之一。以125MW機(jī)組為例，汽輪機(jī)背壓增高0.004MPa，將導(dǎo)致熱耗增加244.5kJ/kWh，煤耗增加9.70g/kWh；凝汽器端差升高5℃,將導(dǎo)致熱耗增加95.12kJ/kWh，煤耗增加3.66kJ/kWh。凝汽器管束的污臟，使換熱系數(shù)變小，使傳熱端差加大和惡化了凝汽器真空。實(shí)踐表明，膠球清洗裝置的定期正常投用，能及時(shí)清走凝汽器銅管內(nèi)壁污物，使凝汽器管束保持一定的清潔度，對(duì)防止結(jié)垢起到非常重要的作用。投產(chǎn)初期對(duì)此認(rèn)識(shí)不足，認(rèn)為循環(huán)水為閉路循環(huán)，水源較為干凈，2011年至2012年底曾間斷投用膠球清洗，但膠球回收率很不理想，好的不足80%，差的根本收不到膠球。據(jù)了解，其他電廠亦有類似情況出現(xiàn)，同型膠球清洗裝置在全國(guó)的使用情況亦不盡理想，故一直中斷運(yùn)行。2014年發(fā)現(xiàn)銅管結(jié)垢嚴(yán)重，直接危及機(jī)組運(yùn)行安全和影響機(jī)組經(jīng)濟(jì)性。為此，我們進(jìn)行了多方面的研究，著手進(jìn)行有關(guān)試驗(yàn)、運(yùn)行分析和結(jié)構(gòu)檢查，找出了影響收球率不高的關(guān)鍵因素，并進(jìn)行了改造。經(jīng)再次投運(yùn)結(jié)果表明，改造和措施是成功和有效的。
1.存在的問題
該電廠兩臺(tái)125MW機(jī)組分別于2011年4月、12月份投產(chǎn)，機(jī)組剛投產(chǎn)時(shí)曾試投膠球清洗，均未能成功,故沒正式投用。2012年初至2013年4月，間斷投用膠球清洗，情況亦不理想，4套清洗系統(tǒng)，投用2h后收球，好的兩套(2號(hào)機(jī)甲側(cè)，1號(hào)機(jī)甲側(cè))收球率均不足80%，另兩套收球率幾乎為零。2013年5月份起，再度中斷了膠球清洗裝置的投用工作。
機(jī)組投產(chǎn)3a左右，凝汽器銅管經(jīng)常發(fā)生泄漏,造成凝結(jié)水硬度超標(biāo)，機(jī)組因此而被迫多次停運(yùn)查漏、堵漏。據(jù)統(tǒng)計(jì)，僅2014年、2015年發(fā)生泄漏就超過10次。檢查銅管，發(fā)現(xiàn)內(nèi)壁結(jié)垢較嚴(yán)重，厚度1～2mm。究其泄漏原因，發(fā)現(xiàn)絕大部分為垢下腐蝕。有資料表明，H68銅管易發(fā)生垢下點(diǎn)蝕現(xiàn)象。現(xiàn)場(chǎng)只能利用停機(jī)機(jī)會(huì)組織人力突擊清除水垢，但水垢被清除后，原腐蝕點(diǎn)外露又增加了銅管泄漏的可能性,問題沒有得到根本解決。要徹底清洗銅管內(nèi)壁，避免結(jié)垢,只有對(duì)膠球清洗裝置進(jìn)行改造，務(wù)求膠球清洗裝置系統(tǒng)能正常投用，發(fā)揮其在線運(yùn)行，清洗效果明顯的特點(diǎn)。
2.原因分析及處理
在投入膠球清洗裝置時(shí),在冷卻水塔發(fā)現(xiàn)大量的膠球，說明漏球的現(xiàn)象嚴(yán)重。對(duì)可能存在影響收球率不高的原因我們進(jìn)行了分析。
2.1二次濾網(wǎng)
膠球在管中只能依靠循環(huán)水作動(dòng)力,清除冷卻管內(nèi)壁上的薄層淤泥或水垢。若循環(huán)水中含有較多的雜物，如水生動(dòng)物、垃圾、碎石及各種有機(jī)物，不僅會(huì)堵塞二次濾網(wǎng)，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(huì)堵塞凝汽器的管孔，妨礙膠球的通過。流量的減小會(huì)導(dǎo)致循環(huán)水的溫升較明顯，運(yùn)行中我們亦發(fā)現(xiàn)了這一現(xiàn)象。在大修期間進(jìn)行了徹底的檢查，發(fā)現(xiàn)二次濾網(wǎng)的堵塞現(xiàn)象比較嚴(yán)重，尤其是含有較多的纖維狀物質(zhì)，用人工機(jī)械的方法進(jìn)行了徹底清洗。
2.2凝汽器的檢查處理
我國(guó)大多數(shù)凝汽器的設(shè)計(jì)均未考慮膠球清洗裝置的運(yùn)行，我們對(duì)凝汽器結(jié)構(gòu)與膠球清洗裝置的適應(yīng)性作了全面的檢查。
a)進(jìn)出口水室的流程隔板與水室蓋及管板的銜接處的狹縫可能引起水流的倒串，導(dǎo)致膠球卡于此，此次檢修對(duì)該類狹縫進(jìn)行了全面的封堵。
b)凡是新更換凝汽器的銅管嚴(yán)格按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢查、驗(yàn)收，排除扁、癟管；冷卻管伸出管板的長(zhǎng)度亦嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，防止在此形成死區(qū)；徹底清除水室及管內(nèi)的一切雜物，確保潔凈之后再封閉。
2.3收球網(wǎng)的檢查和處理
幾次投運(yùn)過程中發(fā)現(xiàn)當(dāng)收球網(wǎng)處于收球位置時(shí)，凝汽器循環(huán)水的壓力均有微量的提高，說明其壓損較大,堵塞現(xiàn)象嚴(yán)重。
解體發(fā)現(xiàn),由于長(zhǎng)時(shí)間未投用該裝置，致使大、小收球網(wǎng)網(wǎng)格結(jié)垢很嚴(yán)重，在網(wǎng)柵和管筒內(nèi)環(huán)上發(fā)現(xiàn)大量的污垢片和銹片。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(wǎng)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(jī)械的方法認(rèn)真清除了網(wǎng)格及收球網(wǎng)相應(yīng)筒環(huán)內(nèi)壁上的水垢。
操作機(jī)構(gòu)的檢查發(fā)現(xiàn)，4只小收球網(wǎng)傳動(dòng)桿上φ8mm銷子為普通碳鋼，剛度不足，常疲勞斷裂，致使行程開關(guān)顯示為收球位置而實(shí)際上并未關(guān)嚴(yán)。采用的處理方法是用1Cr18Ni9Ti不銹鋼材料加工銷子取代之。
收球網(wǎng)處于收球位置時(shí)，網(wǎng)的上下沿應(yīng)分別與循環(huán)水管壁和下方箱的上沿貼合，有文獻(xiàn)表明如果它們的間隙大于6mm，則容易出現(xiàn)跑球或卡球的現(xiàn)象。我們分別將大、小收球網(wǎng)處于收球位置，進(jìn)內(nèi)檢查收球網(wǎng)與筒環(huán)配合情況，發(fā)現(xiàn)1號(hào)機(jī)乙側(cè)、2號(hào)機(jī)乙側(cè)大收球網(wǎng)與筒環(huán)配合不好，局部有較大間隙，寬達(dá)18mm。另外網(wǎng)面的制造粗糙，條柵分布不均勻。個(gè)別小收球網(wǎng)也因水垢卡澀，有關(guān)不到位情況。為此我們采用了在大收球網(wǎng)局部加小圓鋼焊接于邊緣，使之配合良好，同時(shí)對(duì)下部小收球網(wǎng)徹底清除其上的水垢和污物，作了相應(yīng)調(diào)整直至能靈活開關(guān)到位。
2.4管道及附屬部件檢修
檢修其余如膠球泵,泵進(jìn)、出口閥門，收球室及收球網(wǎng)關(guān)斷閥傳動(dòng)桿等。
2.5膠球的選用
膠球進(jìn)入凝汽器管內(nèi)后,靠與管壁的接觸環(huán)帶所提供的擦拭作用進(jìn)行清洗，它的質(zhì)量不但影響到清洗效果，而且關(guān)系到膠球的回收率、改造與修復(fù)后的試運(yùn)，根據(jù)銅管內(nèi)徑23mm，采用了24mm優(yōu)質(zhì)海綿球取代原25mm的海綿球，它具有耐磨性強(qiáng)、質(zhì)地柔軟富于彈性、硬度適中、氣孔均勻貫通、沾污垢后易于脫落等特點(diǎn)。
2.6操作細(xì)則和管理體制
運(yùn)行方面先完善了每日一次的清洗制度，由人負(fù)責(zé)，落實(shí)到班組,并且明確一些操作上的措施，如正確的投球數(shù)量保持在凝汽器單側(cè)、單流程冷卻管根數(shù)的10%；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(duì)清洗效果及時(shí)評(píng)價(jià)，以便更換膠球，多不超過90次累計(jì)次數(shù)；投運(yùn)時(shí)注意適當(dāng)調(diào)整循環(huán)水的壓力，保持合理的循環(huán)水壓差，必要時(shí)增開一臺(tái)循環(huán)水泵，清洗結(jié)束再停。
3.膠球清洗裝置改造后的效果評(píng)價(jià)
a)處理后再次投運(yùn)膠球清洗裝置，每天運(yùn)行2h，收球率均達(dá)95%以上。
b)2號(hào)機(jī)于2016年11月、1號(hào)機(jī)于2018年6月份大修后至今，凝汽器端差一直保持7℃以下。真空大為好轉(zhuǎn)，保持91kPa以上。
c)2號(hào)機(jī)于2018年10月份小修，檢查凝汽器銅管，內(nèi)壁潔凈，基本無水垢，取得明顯效果。
膠球清洗裝置系統(tǒng)改造總結(jié)：
a)該廠兩臺(tái)機(jī)組的4套膠球清洗裝置之所以一段時(shí)間以來投入效果不明顯，收球率低,關(guān)鍵原因在于收球網(wǎng)的制造和安裝工藝差，存在顯著的間隙；投運(yùn)初期沒有及時(shí)進(jìn)行調(diào)試，致使閑置后結(jié)垢嚴(yán)重,另外二次濾網(wǎng)的堵塞亦阻礙了膠球清洗裝置的投運(yùn)。
b)膠球清洗裝置設(shè)備的調(diào)試和試運(yùn)行應(yīng)隨機(jī)組的試生產(chǎn)及時(shí)投入運(yùn)行。目前制造廠無技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，電廠亦無驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，往往待凝汽器管束臟污后再進(jìn)行膠球清洗裝置的投運(yùn)，管束的臟污制約了膠球清洗裝置，而膠球清洗裝置的閑置又進(jìn)一步加劇了凝汽器管束的臟污，陷入比較被動(dòng)的局面。
c)加強(qiáng)膠球清洗裝置的管理很重要。實(shí)踐證明，必須健全組織，制定有關(guān)規(guī)章制度，健全運(yùn)行、技術(shù)記錄。只有科學(xué)管理才能確保膠球清洗系統(tǒng)的正常投運(yùn)和有效運(yùn)行。
