凝汽器膠球清洗裝置存在的問題與對(duì)策

李寶山

(大唐雞西第二熱電有限公司，黑龍江 雞西 158100)

凝汽器膠球清洗裝置存在的問題與對(duì)策

李寶山

(大唐雞西第二熱電有限公司，黑龍江 雞西 158100)

針對(duì)大唐雞西熱電有限責(zé)任公司#1、#2機(jī)組膠球清洗裝置在投運(yùn)過程中出現(xiàn)的問題展開分析及探討，并進(jìn)行一系列改造方案。實(shí)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(yùn)行，取得顯著效果。

凝汽器；裝球室；膠球輸送泵；收球網(wǎng)；收球率

大唐雞西熱電有限責(zé)任公司#1、#2機(jī)組凝汽器清洗裝置是哈爾濱汽輪機(jī)廠輔機(jī)工業(yè)(集團(tuán))總公司生產(chǎn)的早期產(chǎn)品，全套膠球清洗裝置由收球網(wǎng)、裝球室、膠球輸送泵和電氣控制柜等部件組成，收球網(wǎng)是凝汽器膠球清洗裝置回收膠球的關(guān)鍵設(shè)備，收球網(wǎng)采用活動(dòng)斜板柵格側(cè)轉(zhuǎn)到位收球，正常運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)至豎起位置，基本不產(chǎn)生水阻，收球網(wǎng)型號(hào)HQW—1200型，配套的膠球輸送泵為輸送膠球?qū)Ｓ玫?25JQ—15型離心泵，裝球室型號(hào)LZQS—φ377 /φ1100，由于操作及維護(hù)不便，加上制造工藝質(zhì)量問題，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)效率的主要方法之一。如果汽輪機(jī)背壓增高，將導(dǎo)致熱耗及煤耗增加；凝汽器銅管的污臟，使換熱系數(shù)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(shí)踐表明，膠球清洗裝置定期正常投用，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，大唐雞西熱電有限責(zé)任公司投產(chǎn)初期收球率就低，進(jìn)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16～17℃，夏季時(shí)最高達(dá)到19～23℃。嚴(yán)重影響了機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性，在夏季高溫季節(jié)凝汽器真空已成為制約機(jī)組帶負(fù)荷能力的重要因素。2003年夏天就曾多次因?yàn)槟髡婵盏投挢?fù)荷。為此我們成立攻關(guān)小組，對(duì)膠球清洗裝置進(jìn)行全面分析研究，制定改造方案，利用小修機(jī)會(huì)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行改造，改造取得成功。

一 存在問題

大唐雞西熱電有限責(zé)任公司#1、#2機(jī)組分別于2002年10月、12月相繼投產(chǎn)，機(jī)組剛轉(zhuǎn)入生產(chǎn)期時(shí)曾試投清洗，均未能成功，凝汽器膠球清洗裝置不能正常投入運(yùn)行，凝汽器端差增大，限制機(jī)組負(fù)荷的增加，凝汽器端差不能得到有效控制，在人工清洗時(shí)發(fā)現(xiàn)管壁上黃乎乎的軟垢有2 mm左右，嚴(yán)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(duì)膠球清洗裝置進(jìn)行改造，力求膠球清洗裝置能正常投入使用，發(fā)揮其在線運(yùn)行，清洗效果明顯的特點(diǎn)。

二 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，說明漏球現(xiàn)象嚴(yán)重，對(duì)可能存在影響收球率高的原因我們進(jìn)行了分析。

1．二次濾網(wǎng)問題。

大唐雞西熱電有限責(zé)任公司投產(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，所以凝汽器入口側(cè)沒有安裝二次濾過網(wǎng)，但從我公司運(yùn)行實(shí)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(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，而造成膠球回球率低；因此，我公司有必要在一次濾網(wǎng)之后、凝汽器入口前設(shè)置二次濾網(wǎng)。如圖1所示。

圖1 凝汽器二次慮過網(wǎng)示意圖

2．凝汽器的檢查處理。

我們對(duì)凝汽器結(jié)垢與膠球清洗裝置的適用性作了全面的檢查。

(1)對(duì)凝汽器新更換的和已有的銅管嚴(yán)格按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢查、驗(yàn)收；對(duì)銅管伸出管板的長(zhǎng)度亦嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，防止膠球在此形成死區(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)我們發(fā)現(xiàn)凝汽器放空氣門在投入膠球清洗裝置后放水不暢，說明此處已經(jīng)塞球了，凝汽器半側(cè)人工清洗時(shí)發(fā)現(xiàn)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(nèi)流暢問題嚴(yán)重影響膠球的正常投入，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(kuò)大的凝汽器水室。由于流體質(zhì)點(diǎn)有慣性，流體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡不可能按照管道的形狀突然轉(zhuǎn)彎擴(kuò)大，即整個(gè)流體在離開冷凝管后只能繼續(xù)向前流動(dòng)，逐漸擴(kuò)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(cè)流體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向與主流的流動(dòng)方向不一致，形成回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。這樣部分膠球在漩渦區(qū)會(huì)大量聚集，嚴(yán)重影響系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。對(duì)凝汽器水室內(nèi)部分區(qū)域進(jìn)行封堵可以很好的解決以上問題。

圖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(wǎng)的檢查和處理。

冷卻水塔內(nèi)有膠球，說明收球沒有收到位有跑球現(xiàn)象，停運(yùn)凝汽器半側(cè)檢查發(fā)現(xiàn)存在兩個(gè)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(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)格以及收球網(wǎng)相應(yīng)筒內(nèi)壁上的雜物，全部清除干凈。

(2)柵格沒有關(guān)到位，調(diào)整電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)螺桿，使收球網(wǎng)關(guān)到位。

4．收球網(wǎng)出球口改造。

原出球口設(shè)計(jì)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(xiàn)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(kuò)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(wǎng)出球口改造示意圖

5.管道及附屬部件檢修。

整個(gè)膠球清洗裝置管路過長(zhǎng),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(dòng)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入口管路0.5m，并且管路也由φ108mm改變成φ89mm。

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(jī)進(jìn)入凝汽器銅管。發(fā)泡不均或

吸水性差都直接影響膠球的濕態(tài)密度，所以新膠球投入運(yùn)行前先用水浸泡1～2小時(shí)，并反復(fù)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(xué)性能：膠球的化學(xué)性能集中表現(xiàn)在膨脹與老化，在使用周期內(nèi)老化的膠球表現(xiàn)為：發(fā)粘、內(nèi)部開裂等，開裂的膠球無法達(dá)到清洗效果。

(3)硬度：膠球的彈性硬度，直接影響著膠球?qū)δ縻~管的清洗作用。但是，硬質(zhì)垢層一旦形成，普能膠球?qū)㈦y以奏效。可以根據(jù)凝汽器銅管材質(zhì)不同，選擇合適的金鋼砂球?qū)⒂补溉コ?/p>

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

7.制定操作規(guī)程和管理制度。

運(yùn)行方面首先完善了每日一次的清洗制度及定期反沖洗，由專人負(fù)責(zé)，落實(shí)到班組，并且明確一些操作上的措施，如投入系統(tǒng)循環(huán)的膠球數(shù)量應(yīng)達(dá)到凝汽器冷卻水一個(gè)流程銅管根數(shù)的20%；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)監(jiān)督檢查，以便更換膠球，最多不超過90次累計(jì)次數(shù)；投運(yùn)時(shí)注意收球網(wǎng)位置到位不能跑球，收球率達(dá)到95%以上，可將收球網(wǎng)打至運(yùn)行位置，不讓其對(duì)循環(huán)水產(chǎn)生水阻。

三 改造后的效果

處理后再次投運(yùn)膠球清洗裝置，每天投運(yùn)2小時(shí)，收球率都在95%以上，#1、#2機(jī)凝汽器端差基本維持在8℃～9℃，真空保持在94kpa左右，汽耗明顯下降，生產(chǎn)指標(biāo)也有明顯好轉(zhuǎn)，公司用電得到有力保障，達(dá)到了改造效果，最重要的是為公司節(jié)約了能源，保證了機(jī)組安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

四 結(jié)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(yùn)行的凝汽器存在一定的改造潛力，根據(jù)機(jī)組自己的特點(diǎn)對(duì)凝汽器進(jìn)行適當(dāng)?shù)母脑欤梢圆煌潭鹊奶岣邫C(jī)組運(yùn)行真空和經(jīng)濟(jì)性。

2.大唐雞西熱電有限責(zé)任公司兩臺(tái)機(jī)組4套膠球清洗裝置之所以投入運(yùn)行之初效果不明顯，收球率低，關(guān)鍵原因在于收球網(wǎng)制造差及安裝工藝粗糙，存在著嚴(yán)重缺陷，投運(yùn)之初又沒有及時(shí)進(jìn)行調(diào)試，導(dǎo)致停用后結(jié)垢嚴(yán)重，又由于我公司基建期設(shè)計(jì)時(shí)沒有安裝二次濾過網(wǎng)，致使許多雜物進(jìn)入凝汽器，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(yùn)。

3.加強(qiáng)膠球清洗裝置的管理很有必要，實(shí)踐證明，只有健全組織，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)的管理是保證膠球清洗系統(tǒng)的正常投入和有效的運(yùn)行。

[1]孔瓏.工程流體力學(xué)[M].水利電力出版社，1990,11.

[2]鄭體寬.熱力發(fā)電廠[M].水利電力出版社，1992,10.

[3]楊世銘.傳熱學(xué)[M].高等教育出版社，1996,8.

[4]劉愛忠.汽輪機(jī)設(shè)備及運(yùn)行[M].中國(guó)電力出版社，2004.

ClassNo.:TK264.1DocumentMark：A

(責(zé)任編輯：蔡雪嵐)

ProblemsofCleaningDeviceofGlueballintheCondenser

Li Baoshan

The paper analyzes the problems emerged in the operation of glueball washing device run in No.1 and No.2 unit in Jixi Datang Thermal Power Co. Ltd . It proved that the solutions proposed in the paper are in practical operation effective and four sets of glueball cleaning device are put into operation in that company and the operation is of stability .

condenser；ball room；glueball pump；net of collecting ball；collecting ball rate

李寶山，工程師，大唐雞西第二熱電有限公司。

1672-6758(2012)06-0055-2

TK264.1

A