提高凝結(jié)器膠球系統(tǒng)收球率的分析

魚莉萍

摘 要：介紹了220 MW汽輪機組凝汽器膠球清洗裝置，分析了該設(shè)備收球率低的原因，并提出了具體的改進措施。

關(guān)鍵詞：膠球清洗；收球網(wǎng)；凝汽器；收球率

中圖分類號：TK264.1+1 文獻標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.02.100

汽輪機凝汽器是火力發(fā)電廠的重要設(shè)備之一，凝汽器水側(cè)管的清潔度對汽輪機凝氣器保持真空和提高機組經(jīng)濟性有十分重要的意義。為了保證凝汽器處于最佳運行狀態(tài)，需要定期對凝汽器清洗和維護。

凝汽器臟污分為汽側(cè)污染和水側(cè)污染。汽側(cè)污染主要因亞硫酸鹽和石炭酸鹽附著所致，可用80～90 ℃熱水沖洗；水源不同，引起的水側(cè)污染也不同，進而造成的污染、堵塞、結(jié)垢也有所不同。無論哪種污染，均會引起凝結(jié)器銅管結(jié)垢，進而使熱阻增大、通流面積減少。

凝汽器水側(cè)常用的清洗方法除膠球清洗外，其他方法都無法實現(xiàn)在線清洗，且需要大量的人力。膠球清洗具有勞動強度低、安全和可靠等特點，已成為減小凝汽器端差、提高汽輪機循環(huán)熱效率和降低發(fā)電煤耗的有效手段。但使用膠球清洗裝置時，存在冬季收球困難的問題，這會導(dǎo)致凝結(jié)器端差升高，進而使機組真空受到影響，不僅無法最大限度地降低終參數(shù)，還會影響機組的經(jīng)濟性。

1 應(yīng)注意的問題

膠球清洗的效果與清洗時真正參與循環(huán)的膠球數(shù)量有直接關(guān)系，根據(jù)已有的運行經(jīng)驗，為了提高膠球回收率，必須注意以下6個方面。

1.1 循環(huán)水?dāng)y帶雜物堵塞凝汽器銅管

循環(huán)水冷卻采用自然通風(fēng)冷卻，冷卻水塔淋水填料為PVC塑料填料。雖然這種填料的冷卻效果好，但承載能力差，加之水泥支撐構(gòu)件的設(shè)計不合理，在北方地區(qū)冬天氣溫偏低（最低-32.4 ℃）時，淋水填料底面會出現(xiàn)大量掛冰，當(dāng)冰掛量到達一定數(shù)量時，淋水填料就會大面積破碎、脫落。此外，多數(shù)冷卻水塔的施工質(zhì)量一般，水泥構(gòu)件表面剝落頻繁，導(dǎo)致大量的水泥、石子和淋水填料進入循環(huán)水。

1.2 收球活動網(wǎng)板設(shè)計分析

凝結(jié)器膠球清洗系統(tǒng)的收球活動網(wǎng)板采用正“人”字形結(jié)構(gòu)，網(wǎng)板與殼體內(nèi)壁的夾角為30°。由水流動力學(xué)原理可知，這種設(shè)計在運行過程中不僅會形成較大的水阻，且極易產(chǎn)生渦流，導(dǎo)致膠球無法順利進入收球口，當(dāng)膠球數(shù)量較多時，容易造成堵塞。

收球活動網(wǎng)板的轉(zhuǎn)軸通過曲柄連桿機構(gòu)手動驅(qū)動，連桿與曲柄采用銷軸連接，銷軸與銷孔為線接觸。在這種設(shè)計中，經(jīng)長時間運行后磨損量逐漸增大，極易產(chǎn)生空行程，導(dǎo)致活動網(wǎng)板無法關(guān)閉到位，殼體與內(nèi)壁之間形成較大的縫隙，進而造成卡球或逃球。

1.3 膠球系統(tǒng)布置分析

凝汽器膠球清洗系統(tǒng)循環(huán)管道不應(yīng)過長，彎頭和閥門不應(yīng)過多，否則，會增大膠球循環(huán)的阻力，進而在閥門和彎頭處產(chǎn)生積球。

1.4 膠球質(zhì)量分析

對所加膠球進行宏觀檢查，如果發(fā)現(xiàn)膠球的網(wǎng)孔不均勻、大小大一或手感不同，則膠球質(zhì)量不達標(biāo)。經(jīng)7～8 d浸泡后，如果有1/2球的濕態(tài)比重小于循環(huán)水，則當(dāng)膠球進入凝汽器水室后，大部分球會處于水室頂部，無法通過銅管進入回水管中，進而造成膠球回收率降低。

1.5 凝汽器水室結(jié)構(gòu)分析

如果凝汽器冷卻水室的四角為直角，則循環(huán)水極易在此處形成渦流。當(dāng)膠球到達此部位時，會在原地打旋，無法進入膠球回收管道。為了提高收球率，可以在凝結(jié)器前、后水室的四角加裝弧形鐵板，以達到圓滑、消除死角的目的；在凝結(jié)器水側(cè)的空氣管、放水管等部位加裝孔濾網(wǎng)；在暫時不使用的盲孔上加蓋板，以免循環(huán)水流產(chǎn)生漩渦，使膠球在水室死角積聚。

1.6 凝結(jié)器循環(huán)水的壓差

濕膠球直徑比鋼管內(nèi)徑大l～2 mm，膠球在循環(huán)水進、出口壓差的作用下進入鋼管，呈卵形。當(dāng)膠球經(jīng)過冷凝管時，會擦洗冷凝管的內(nèi)表面。膠球通過凝結(jié)器銅管的過程中，需要在循環(huán)水壓力的作用下完成。如果循環(huán)水進、出口的壓差過小，則膠球無法順利從銅管中通過，進而使收球率降低。

2 改進方法

為了提高膠球的回收率，保證凝汽器銅管的清潔度，可從以下6方面完善。

2.1 加強機械過濾

加強機械過濾的目的是防止雜物堵塞銅管。投入膠球清洗前，應(yīng)用壓縮空氣對銅管進行逐根吹管檢查。當(dāng)遇到吹不通的銅管時，應(yīng)盡可能地將其捅通。如果捅不通，則應(yīng)將銅管堵住，防止膠球進入。

2.2 改進收球網(wǎng)板

將活動收球網(wǎng)板與循環(huán)水管殼體內(nèi)壁的夾角由原來的30°改為25°，使其符合水流動力學(xué)原理。改進后，冷卻水在出球口處不易形成渦流，且由于夾角變小，活動網(wǎng)板變陡峭，膠球在水流的帶動下能順利進入出球管。同時，在網(wǎng)板下部的出球口處設(shè)置固定網(wǎng)板，并與殼體成圓弧形焊接，以消除原有的小銳角死角，增大出球口空間，從而使收球更加通暢。

2.3 改進收球活動網(wǎng)板的執(zhí)行機構(gòu)

將活動網(wǎng)板的執(zhí)行機構(gòu)改為電動推桿+齒輪齒條的傳動機構(gòu)。這樣改進有以下2個優(yōu)點：①電動推桿的推力較大（20 kN），且梯形螺紋具有良好的自鎖性，在水流的沖擊下，活動網(wǎng)板不易脫離檔板，進而不會出現(xiàn)逃球現(xiàn)象；②齒輪齒條傳動為面接觸，在小角度范圍內(nèi)磨損均勻，即使長時間使用時，也可通過調(diào)整齒條位置，使收球網(wǎng)板關(guān)閉到位，完全避免了收球網(wǎng)逃球的現(xiàn)象。

2.4 改造膠球系統(tǒng)管路

應(yīng)遵循“管路盡可能短、管路彎頭盡可能少”的原則，拆除多余的彎頭，使管道布置趨于合理化。同時，從出球口至膠球泵入口的管路應(yīng)向下傾斜15°～20°，以減少循環(huán)水在管道內(nèi)的阻力，避免膠球在管道內(nèi)積聚。

2.5 嚴(yán)把膠球質(zhì)量關(guān)

要找正規(guī)廠家購買膠球，膠球形狀應(yīng)規(guī)則（圓形），直徑比管內(nèi)徑大1～2 mm，孔隙大小均勻，孔與孔之間相通。在投運前，要使膠球浸水6～7 d，吸水后應(yīng)不變形、不變質(zhì)，濕態(tài)比重略大于循環(huán)水（不浮在水面上）。當(dāng)檢驗合格后，方可加入系統(tǒng)投運。

2.6 冬季采用特殊的膠球投收方法

因冬季膠球回收困難，所以，在單循環(huán)水泵運行時，可采用定期投入膠球系統(tǒng)運行的方法。如果膠球的收球率大幅降低，且為避免膠球過多堵塞凝結(jié)器鋼管，則可不必每日投入膠球清洗裝置。可通過不投膠球期間的端差變化趨勢確定清洗時間。可選在設(shè)備定期切換的前一天投入，切換設(shè)備時，開雙循環(huán)水泵收球。同時，應(yīng)注意凝結(jié)器端差的變化情況，一旦端差快速增大、真空明顯降低，則應(yīng)及時投入膠球清洗裝置，避免影響真空。

〔編輯：張思楠〕