淺淡優(yōu)化膠球清洗系統(tǒng)提高凝汽器換熱效率

上官國志

摘要： 電廠長期運行的凝汽器,其銅管內(nèi)壁一般都會結(jié)垢,如果利用人工機械清洗,工作量很大,工期長,工作環(huán)境惡劣,而且需要停機進行。而采用膠球自動清洗裝置,不僅可在機組不停運時進行,提高勞動生產(chǎn)率、減輕勞動強度,而且可以經(jīng)常進行,使凝汽器一直保持較清潔的運行狀況，從而使凝汽器的真空比較低，增加機組的汽耗率提高機組的經(jīng)濟性。本文針對提高膠球清洗系統(tǒng)正常投入率，從設(shè)備系統(tǒng)、控制邏輯等方面等方面進行了分析探討。

關(guān)鍵詞：膠球清洗系統(tǒng)；凝汽器；優(yōu)化

1前言

凝汽器的污染一般指銅管污染,汽側(cè)的污染較少,一般可用化學方法清洗;水側(cè)污染是最主要的,因為循環(huán)水中含有部分雜物及水生動植物,它們會污染甚至堵塞銅管,使清潔度下降,嚴重影響換熱。長期運行的凝汽器,其銅管內(nèi)壁一般都會結(jié)垢,如果利用人工機械清洗,工作量很大,工期長,工作環(huán)境惡劣,而且需要停機進行。而采用膠球自動清洗裝置,不僅可在機組不停運時進行,提高勞動生產(chǎn)率、減輕勞動強度,而且可以經(jīng)常進行,使凝汽器一直保持較清潔的運行狀況。膠球清洗裝置是將海綿球輸入凝汽器冷卻水入口管,在循環(huán)水流的推動下,海綿球通過冷卻水管, 對冷卻水管進行擦洗，減少熱阻，增大換熱系數(shù)，降低凝汽器的端差和汽輪機背壓，提高汽機熱效率，達到清掃的目的,同時減緩不銹鋼管內(nèi)側(cè)腐蝕及改善勞動條件。它的優(yōu)點是可使凝汽器冷卻水管保持在清潔狀態(tài)下運行和不停機即可達到清掃冷卻水管的目的。

2造成凝汽器的真空比較低的原因分析

根據(jù)我廠300MW機組情況，凝汽器真空比較低的主要原因是：膠球系統(tǒng)一直不正常，收球率很低、毫無規(guī)律，清洗效果低以及自動收球不能運行等。

膠球系統(tǒng)主要存在以下問題：

（1）膠球清洗裝置控制程序上存在的問題。 PLC 程序紊亂，不能滿足系統(tǒng)的正常清洗流程，且各種運行方式切換時會造成系統(tǒng)設(shè)備誤動作，而使膠球丟失等問題。

（2）膠球泵進出口2個手動、1個電動球形門因結(jié)垢進雜物等原因，造成閥門經(jīng)常卡澀開關(guān)不動。

（3）涼水塔配水管斷裂，淋水填料脫落，堵塞濾網(wǎng)。通過濾網(wǎng)的雜物堵塞收球網(wǎng)、管。

（4）收球網(wǎng)內(nèi)部設(shè)計有不合理處；收球管沒有排污手段。

（5）運行、管理、檢修人員對新的設(shè)備不熟悉，

出現(xiàn)上述問題時，不但影響了運行人員監(jiān)視和操作，更為安全生產(chǎn)運行埋下了重大隱患，使機組運行的經(jīng)濟性降低，不符合節(jié)能降耗的控制目標。

3 針對出現(xiàn)問題，制定解決辦法

（1）檢查、調(diào)試PLC程序、解決膠球系統(tǒng)中程控存在額問題。

（2）對膠球系統(tǒng)全面排查，重點檢查閥門情況，利用排除法，邊查邊試驗逐漸縮小范圍。

（3）組織攻關(guān)小組每星期進行一次攻關(guān)研討會，找出下一步要解決問題，并編發(fā)會議紀要下發(fā)。

（4）針對檢查出的問題，落實責任人，限期進行整改。

（5）通過技術(shù)培訓、技術(shù)比武，使運行人員、檢修、管理人員對整個膠球系統(tǒng)有個全面、細致的了解，提高各自的技術(shù)業(yè)務(wù)水平。為膠球系統(tǒng)能夠正常穩(wěn)定投運。

提高可靠技術(shù)保障。

4解決實際問題時所采取的措施和方法

4.1運行人員對新設(shè)備操作不熟練

需在崗運行人員都分批進行過技術(shù)培訓。設(shè)備管理人員、檢修人員對新設(shè)備特性不熟悉。應(yīng)對對膠球清洗系統(tǒng)特性、控制程序、工藝流程進行了專項技術(shù)培訓。還針對運行規(guī)程不詳盡。檢修責任分工不明確，運行規(guī)程對使用的操作未做明確的規(guī)定的問題。修訂規(guī)范了檢修、運行規(guī)程，并要求按照各自的規(guī)程對設(shè)備進行管理。強化了熱控、檢修及運行人員技術(shù)素質(zhì)

4.2控制PLC程序設(shè)置不合理

收球網(wǎng)在運行方式切換過程中會自動打開造成跑球；濾網(wǎng)清洗在自動程序中每次啟動都要動作，一旦卡住，整個程序無法走下去?？刂圃O(shè)計的不合理，成為運行的一個重要問題。需進行改進。針對此問題，熱控進行了以下工作：（1）購買軟件及數(shù)據(jù)線建立筆記本和PLC的通訊，讀出原程序，（2）根據(jù)運行需要重新編制合理的程序，（3）系統(tǒng)投入運行聯(lián)動就地執(zhí)行機構(gòu)調(diào)試PLC程序，（4）針對調(diào)試問題進一步更改PLC程序直至達到要求。

4.3收球網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)存在問題

網(wǎng)內(nèi)水流特性較差，易堵球，排污不便。收球網(wǎng)內(nèi)由廠家加裝改善網(wǎng)內(nèi)水流動特性的錐臺型工件，改善水流特；利用檢修機會檢查涼水塔配水管及填料，對損壞的設(shè)備進行恢復；在收球管上改裝總門，可以作為排污檢查用，定期排污；解決收球管堵的問題。

4.4閥門、電動門易壞

系統(tǒng)長期運行不當，造成了損耗。更換新型閥門，消除機械故障。針對此問題，同電氣專業(yè)一起檢查就地執(zhí)行機構(gòu)，將收球網(wǎng)的開關(guān)狀態(tài)信號接點調(diào)試完好，更改電動球閥的開關(guān)指令與反饋接線，同時調(diào)整了閥門的力矩過載動作值，對膠球泵進出口2個手動、1個電動球形門更換全不銹鋼結(jié)構(gòu)閥門，經(jīng)過調(diào)整試驗后就地的就地執(zhí)行機構(gòu)都能正確可靠動作。

4.5盤柜工藝較差

現(xiàn)場盤柜接線工藝不規(guī)范，檢修不便，經(jīng)常造成控制柜掉電。通過大量的查線、校線、整理盤柜，徹底解決因工藝不規(guī)范影響控制系統(tǒng)穩(wěn)定的問題。

5效果檢查

現(xiàn)在膠球清洗系統(tǒng)能在“手動”和“定時”方式下運行，且根據(jù)運行需要可隨時切換，在每周清洗濾網(wǎng)時切換至手動方式，清洗完畢后再投入定時，系統(tǒng)自動按照程序進行循環(huán)運行，大大減輕了運行人員手動操作的勞動強度。

將膠球系統(tǒng)上存在問題解決完后，投入運行收球率平均達到95%以上。系統(tǒng)優(yōu)化前、后效果對比如下：

系統(tǒng)優(yōu)化前300MW膠球系統(tǒng)運行參數(shù)

5號機：膠球泵加球200個投運，收球收球80個，收球率：40％，凝汽器端差：8.2℃。endprint

6號機：膠球泵加球190個投運，收球收球70個，收球率：37％，凝汽器端差：8.3℃。

系統(tǒng)優(yōu)化后300MW膠球系統(tǒng)運行參數(shù)

5號機：膠球泵加球200個投運，收球收球190個，收球率：95％，凝汽器端差：3.2℃。

6號機：膠球泵加球190個投運，收球收球182個，收球率：95.7％，凝汽器端差：3.2℃。

6經(jīng)濟效益

膠球清洗系統(tǒng)對經(jīng)濟性的影響

（1）無膠球清洗或膠球清洗系統(tǒng)無法投運曲線，如圖１。

（2）膠球清洗正常投運曲線如圖２。

從上圖可以看出：（a）連續(xù)運行時、機組凝汽器端差恒定，排汽溫度曲線為直線。（b）間斷運行時，膠球系統(tǒng)運行時，端差小，排汽溫度恒定；膠球清洗系統(tǒng)停止時，端差增大，排汽溫度升高，平均排汽溫度也高機組效率降低。

端差增加，凝汽器排汽溫度升高對經(jīng)濟性的影響。

一般情況下，機組膠球清洗投運與不能正常投運最少會使端差增加10～20℃。

（1） 按西安交大專家“火電廠熱力系統(tǒng)定量分析”方法計算；（2）按端差升高5℃計算；（3）取機組年運行5000小時；（4）機組煤耗按320克/KW·h時計；（5） 噸標煤費用按460元人民幣計。根據(jù)300MW機組的熱力計算知,其排汽壓力為0.0055MPa.對應(yīng)排汽溫度為34.6℃。若真空系統(tǒng)的真空由于端差增大5℃。（原因是膠球清洗系統(tǒng)沒投或投入不正常）。效率將降低1%。按分效率與總效率及熱耗、煤耗、效率的關(guān)系。（任意分效率發(fā)生變化時，其相對變化率將等于總效率的相對變化率）。得:膠球正常投運，端差降低5℃，全年對煤耗的影響：

B=5000h×300MW×320g/kW.h×1%=4800T

按噸標煤460元計，則全年節(jié)約2208000元.

即1臺300MW機組使膠球清洗系統(tǒng)正常投運后，每年可節(jié)約220萬元。

因此可以看出，膠球清洗系統(tǒng)能否正常投入運行，對電廠的經(jīng)濟性影響很大。

7結(jié)束語

通過對300M機組膠球清洗系統(tǒng)的優(yōu)化，使得膠球系統(tǒng)投運正常，投運率達100%，提高收球率、清洗效果好，從而使凝汽器的真空保持較高的水平，降低了機組的汽耗率,達到節(jié)能降耗目的，它創(chuàng)造出的的經(jīng)濟效益是非?？捎^的。

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