電廠凝汽器膠球清洗裝置使用中存在的問題
針對目前電廠膠球自動清洗系統的投入率和收球率不理想及膠球清洗裝置使用中存在的問題進行分析，找出原因尋求解決辦法。
目前,國內多數汽輪發電機組都采用了膠球自動清洗系統，使凝汽器冷卻管在運行中保持清潔狀態，提高了真空度并減少了水阻,從而節約發電單位煤耗。經測試比較,清潔度提高20%~30%,相當于增加了凝汽器冷卻面積20%~30%。在冷卻水質較差的一些發電廠,煤耗節約可達2%~3%或更多。由于膠球自動清洗系統還可使冷卻管的損壞減少，故而
提高凝汽器運行的可靠性,減少汽輪機設備計劃外停機次數。此外,由于發電煤耗降低,又可減少有害物質的排放量。由于腐蝕受到控制,還可減少金屬材料的損耗。膠球自動清洗系統由此成了火力發電廠重要的節能措施之一。
膠球自動清掃凝結器銅管的方法,是利用特制的海綿球,通過循環水自身的流動性在凝結器內進行自動沖刷,由于海綿球具有多孔、能壓縮等特性,所以當比銅管內徑大1~2mm的膠球在水流帶動下與銅管管壁發生摩擦時,就擦去管壁上的附著物,而后水流又通過其孔隙把擦下的污物沖走。但是由于種種原因,目前膠球自動清洗系統的投人率和收球率還不理想,設備、系統、運行維護和管理還存在一些問題,有待進一步完善。華東電力試驗研究院曾對華東電網14個電廠、44臺125MW以上容量的大機組進行調查,結果表明,凡是現有機組裝設膠球自動清洗系統的,能夠正常投運。但收球率在90%以上的機組,僅占29%,收球率不高或投運不正常的機組占64%,另有幾臺機組未裝或正在改進自動清洗系統。
1、凝汽器膠球清洗裝置收球率低的原因分析
由于大多數電廠膠球自動清洗系統的投入率和收球率低,凝汽器銅管結垢不能得到及時清除,嚴重影響凝汽器銅管的換熱效果,降低了整機的熱經濟性。下面對影響凝汽器膠球清洗裝置收球率的具體原因分成幾個方面進行分析。
1.1膠球清洗裝置
大柵板的作用是把膠球收集起來,送到回收系統中。被大柵板擋住的膠球在水流沖擊下沿柵棒下滑，所以保證膠球在柵板上順利滑移是清洗系統具有較高效率的重要條件。這些條件包括:
(1)柵板傾斜度須與垂直水流成25%角。角度大于25°,膠球可能會卡在柵板上;角度太小也無多大益處,只要系統設計得當就可以;
(2)收球網中的水流速度v,國內對V的設計是小于2.0m/s;速度過高,膠球可能楔在柵板上;速度低些是容易做到的,但一般不低于1.7m/so；
(3)國內、外設備分別要求柵棒間距L小于7mm和不超過5mm,間距大于數值要求,會使膠球卡在柵棒中。
(4)柵板限位開關調節失靈時,柵扳會停在某中間位置產生一一個縫隙,導致膠球損失。
(5)收球網與管壁不密合:活動收球網板與循環水管壁之間間隙一般要小于3mm,但由于加工粗糙或網板變形,運行中水中雜物嵌塞在該間隙中,以及反沖洗后網板不能恢復到原位等原因致使該間隙過大,引起跑球,或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。
(6)收球網活動不靈的原因有:
①網板活動部件銹蝕,阻力增加;
②網板上積有垃圾,網板前后壓差增大,增加了開關的阻力;
③伺服機構作用力偏小,裕度不足,阻力稍有增加即不能動作;
④操作機構可靠性差,易損壞。
(7)進球管口應安裝在離開凝汽器循環水進口一段距離的循環水管直管段上布置,不得在凝汽器水室布置,且應伸到循環水管中心,方向應朝下(投球管出口須與循環水流方向相反),且不得硬彎或偏向一一邊,以便膠球均勻進入凝結器各銅管。
(8)收球網安裝位置要考慮操作維護方便,管道系統布置簡單、短直,接頭彎頭數量盡可能少。
(9)收球口與收球管如采用大小頭,會形成瓶頸，膠球容易產生堆積。
(10)收球傳動軸材質使用碳鋼，容易腐蝕,造成網板傳動軸卡澀銹死。
(11)膠球泵安裝位置過高,或從收球口至膠球泵進口彎頭多,造成膠球泵吸入口條件差或膠球泵揚程流量不足時,會影響膠球泵的正常運行。
1.2凝汽膠球清洗裝置設備及系統方面
(1)循環水中雜質多。循環水中雜質是影響膠球運行的大障礙,尤其是江河水中夾雜大量水草、塑料薄膜蚌殼螺絲與小石子,由于一、二次濾網不嚴而進人凝汽器。進人凝汽器的雜物,有的封住鋼管口,有的堵在鋼管里,有的堆在收球網上,塑料薄膜則貼在凝汽器管板上,所有這些都影響膠球通過,并使收球網前后壓差增大,部分膠球嵌在收球網柵上,網柵前后壓差再增大,甚至使網柵變形損壞。對于開式循環的機組這個問題特別突出,閉式循環的機組循環水相對干凈些。
(2)凝汽器銅管泄漏。銅管微漏的電廠一般采用鋸末堵漏,為了保住堵在漏處的鋸末,通常都停用膠球清洗系統。
(3)循環水量小:當循環水流量較小時,會引起膠球穿越銅管的能量不足而堵在管內;凝汽器進口水室存在渦流。凝汽器進口水室內有渦流時,部分膠球在水室內打旋,通過銅管的球量減少,影響清洗效果和收球率。
(4)凝汽器管板涂環氧樹脂引進堵球,為了保護凝汽器銅管的脹口、防止泄漏,有些電廠在凝汽器管板上涂環氧樹脂等保護層,涂料不免漏人管口,引起堵球和卡球。凝汽器兩端水室死角部分未用5mm鐵板焊牢,使之與循環水流道隔開,迫使膠球流過鋼管。
(5)由于凝汽器水室存在“死區”,解決的辦法是在水室中加裝導流板。進出口水室的流程隔板與水室蓋及管板銜接處的狹縫可能引起水流的倒串,導致膠球卡于此,對該類狹縫應進行全面的封堵。
(6)膠球聚集在凝汽器管中,是因為管子內部雜物較多或管子內壁脫皮阻礙了膠球循環。
1.3膠球選擇
膠球清洗系統運行好壞與膠球的比重、大小、質地等關系很大，膠球密度要求與循環水的密度大致相同,這樣膠球才能隨機地進人凝汽器管,國外生產的優質膠球不僅直徑有不同規格,而且硬度也分檔,按循環水流量,即凝汽器管內的水速大小來選用不同硬度的膠球。國產膠球生產無質量標準,訂貨時僅以尺寸要求,目前膠球大小、硬度不一,膠球太硬,卡在銅管內不易通過,有的太軟,容易卡在柵欄上或跑球。選擇微孔粒度均勻、性能穩定、球徑較銅管內徑大1~2mm的海綿膠球。使用過程中如發現膠球破損或過分發胖要及時剔除掉投人新球。也要隨時剔除磨損變小的膠球。當球體直徑比管徑小0.1~0.3mm時,不宜再繼續使用;或膠球表面金剛砂脫落,露出粘膠層,使膠球相互粘連,結成片、塊狀，易堵塞收球網,投入前應分離。即使同批生產的膠球,尺寸也有大有小,球質也有硬、有軟,比重也不一樣,因此要有人驗收、確保膠球質量。新膠球投入運行前，應先用水浸泡1~2h。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。
1.4運行檢修使用維護
(1)投球數量保持在凝汽器單側、單流程冷卻管根數的7%~13%;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評價,以便更換膠球,多不超過90次累計次數;一般六個月更換一次,夏季三個月更換一次。
(2)每臺機每日白班進行一次膠球清洗,每次半.側投人300個膠球,清洗1h,收球1h。兩側輪流清洗。
(3)投運時注意適當調整循環水的壓力，保持合理的循環水壓差，必要時增開一一臺循環水泵,清洗結束再停。
(4)進行膠球清洗時應注意操作順序,收球網要切換到收球位置,以防逃球。
(5)當凝汽器水室需檢查時,應先行收球操作,再將水室放水閥打開,以防逃球。
(6)可采取收球時的輔助調節及擾動措施。
(7)按時投運,發現問題及時處理消除。
(8)膠球系統停運應及時將網板置于不收球位置:避免網板垃圾積累過多使網板超過承載能為,導致網板永久變形。
(9)異物卡澀于動靜部分之間應及時清除,不得強行操作執行構構。
(10)清洗過程中膠球泵無特殊情況不得停運,避免膠球停留在凝結器、循環水系統或收球網內,影響膠球回收率。在檢修凝汽器時,應徹底清除冷卻管內壁的積垢和臟污,以保證內壁高的初始潔凈度,這是膠球能否可靠和長期運行并取得良好效益的重要條件。
1.5管理方面的問題重視不夠和管理不善也是其中之一。
(1)運行無規章、管理無制度。對膠球清洗工作,除部分電廠訂有條例和考核辦法外,大部分電廠都無明文規定,也無考核制度,操作人員無章可循,運行自由度很大，管理人員又很少過問，即使發現問題也缺乏有效管理辦法。此外，運行人員配備欠妥,領導缺乏檢查。
(2)缺少日常檢查和定期維修。英國S9r9entandLundy公司前幾年曾對美國、加拿大、歐洲和日本的共185個電廠382臺機組的凝汽器膠球清洗裝置系統進行調查,其中222臺機組使用膠球清洗系統,絕大部分都運行良好,其重要經驗之一是定期維修。美國裝備多的是德國TaProge公司一、二代產品,每月的維修時間分別為15h和8h,定期檢查收球網的機械聯動部分,以保證網板位置正確,避免跑球。而國產設備的網板及操作機構出于機械加工粗糙,經常卡澀。
1.6膠球循環回收系統
對清洗效率的影響設計較好的膠球清洗裝置,每個膠球完成一一次循環大約需要30s,即每個膠球1min(有的數據是5min)內可以清洗2根凝汽器管。所以,提高膠球清洗裝置的效率必須抓住收球率這一一主要環節。膠球損失是很容易發現的,一是裝入新球后在收球裝置中回收不到大致相同數量的膠球,二是在出水發現大量的膠球。膠球損失過多會使循環回路中膠球數量逐漸減少,導致凝汽器管清洗頻率降低,造成較大的能量損失。膠球損失一般有2種原因,即膠球聚集或停滯在回路的某一部分和膠球從循環回路中漏掉。雖然存在于回路中的沒有參與循環的膠球對清洗裝置沒有影響,但這些膠球終會在收球網反沖洗時損失。膠球可能聚集或停滯的部位有收球網的大柵板處、回收系統、凝汽器水室凝汽器管和輔助放水管內。
經驗證明,良好的設備是保證膠球清洗裝置工作順利投運的先決條件,而優質的維護與管理又是正常投運的必要條件,兩者緊密結合,缺一不可。
