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胶球清洗装置结构及提高凝汽器胶球清洗装置收球率的方法

2023/1/16 11:12:22 字体:  浏览 40

胶球清洗装置结构及提高凝汽器胶球清洗装置收球率的方法


凝汽器胶球清洗装置是提高汽轮机效率的有效方法。介绍了胶球清洗装置的工作过程、结构及各部件的作用;分析了电厂凝汽器胶球收球率低的原因,从改善系统密封性及改进搀作等方面提高收球率,提高了凝汽器的清洁度和效率。

关键词:凝汽器;胶球清洗装置,收球率安徽华电宿州发电厂2台600MW机组的凝汽器采用哈尔滨汽轮机厂生产的双背压、双壳体双进双出、双流程、表面式凝汽器,并采用生产的胶球清洗装置。由于多方面原因,投产近1年来,胶球收球率很不稳定,高时仅收球80%。

1胶球清洗装置工作过程

胶球清洗装置系统由装球室、循环单元(包括胶球泵)、收球器(网)、阀门管道及自动控制部分组成(见图1)。清洗时先把密度(湿态)与循环水相近的海绵橡胶球装入装球室,其数量约等于每个流程中不锈钢管数的7%〜13%,湿态球直径比铜管内径大1〜2mm;然后启动循环单元的胶球泵,胶球就在比循环水进口压力略高一点的水流带动下,通过输球管进入凝汽器的进口管,与通过二次滤网来的主循环水混合,并进入凝汽器的前水室。海绵球随水流从冷凝管流出,经收球网把球收回,进入收球网的网底,通过引出管又把球吸收到胶球泵,随后又打入装球室,依次再循环。

 由于海绵球是多孔柔软的弹性体,在循环水进、出口压差的作用下进入凝汽器铜管。在铜管中海绵球呈卵形,与冷凝管内壁有整圈接触,这样在胶球经过冷凝管时,就把冷凝管的内表面擦洗了一次,使凝汽器冷却面达到了清洗的目的口勺。

2胶球清洗装置结构

2.1胶球清洗胶球

胶球是整个清洗系统中重要的一部分,所选胶球的直径必须大于冷凝管的内径,如果胶球尺寸不够大,将起不到任何清洗作用。

2.2收球装置

安装于凝汽器的循环水冷却水出水管中,其功能是将胶球从冷却水中分离,完成收球器自动反洗和保证系统正常运行。收球器主要部件有收球网、导流板、收球器和驱动机构等。椭圆形收球网将胶球引至出球管管口。收球网的倾斜角度根据冷却水管中水量及导流板状况而定。收球网由垂直格栅构成,这样可得到较高的表面强度。导流板可产生涡流,在避免杂质滞留网板外围的同时,将清洗球引至出球管。驱动机构由推力齿轮构成,用于调节收球网位置。当正常进行胶球循环时,收球网板覆盖整个管道横截面,用于隔离胶球和冷却水。当进行反洗时,收球网板基本垂直于水流方向,冷却水从后部反洗收球网,将网板上的杂质冲洗干净。如果驱动机械损坏或发生程控电路故障,则可通过手轮将网板调至运行位及反洗位。

2.3压差测系统

通过持续测量收球网板的压差值△/>)来监测网板上的杂质量。如果因出现程控故障而使压差值跌至运行中监测限值以下时,则控制器将发岀相关信号。如果压差值达到“集球/网板反洗”限值时,则系统将自动启动集球;集球完毕后,网板转至反洗位。如果反洗后压差低于集球/网板反洗限值,则表示反洗成功,系统将继续进行清洗运行。如果集球时压差上升,并达到了压差的高限值时,则控制系统将立即启动网板的反洗,以避免收球网的损坏,同时发出报警信号。

2.4循环单元

循环单元由相关部件和阀门组成,主要设备有胶球循环泵、集球器和胶球循环管等,用于输送、收集和替换胶球。胶球循环泵从收球器抽取胶球,并将其输送至注球管。此过程中,胶球泵需要克服收球器与注球管之间的压差,以及循环单元(包括管道)中的压力损失。胶球循环泵是双通道离心泵,其主轴由一个永久润滑的凹槽滚珠轴承支撑,轴密封采用机械密封形式。胶球循环泵的叶轮采用特殊设计,能保证在泵的高效运转下不至于在运行过程中造成胶球损伤。

2.5集球器

集球器的作用是换球、集球和放球。加球或取球时必须先关闭位于集球器出、入口的隔离阀,打开顶盖即可加球或取球。当胶球泵关闭时,集球器的逆止阀可防止胶球的回流。当集球器处于运行位时,切换阀打开,胶球连同冷却水进入集球器,从出水口流出。当集球器处于集球位时,切换阀关闭,水流经集球篮网孔流出,而胶球留在网篮上。

3胶球收球率低的原因

1)收球活动网板的执行机构经常关不到位。胶球清洗系统的收球活动网板采用倒v字形结构,其转轴由电动装置通过曲柄连杆机构来驱动,连杆与曲柄采用销轴连接。销轴与销孔为线接触,回转范围很小,且不易调整,长时间运行后磨损量较大,极易产生空行程,导致活动网板不能关闭到位,壳体与内壁之间形成较大的缝隙,造成卡球或逃球。当壳体与内壁缝隙大于14mm,将造成跑球。

2)本厂选用的胶球干态直径23.5mm,7天乃至20天的浸泡后,仍有大量的球浮在水面上,质量较差。因此当胶球进入凝汽器水室后,大量的球处在水室顶部,不能进入回水管中。漂浮在水室上部的胶球大量积聚在放空气管道内,在开启水室顶部放空气门时,经常有大量胶球跑出。

3)循环水携带杂物堵塞擬汽器钢管。循环水供水系统为闭式供水系统,采用自然通风冷却,冷却水塔淋水填料为复合波浪型PVC塑料填料。冬天气温偏低(低一10P左右)时,淋水填料底面大量挂冰,造成大面积破碎脱落。另外,由于冷却塔水泥构件表面剥落,使大量的水泥、石子及淋水填料进入循环水中,造成凝汽器铜管堵塞,致使胶球累积在铜管入口处。

集球器关闭不严,胶球从缝隙中跑出清洗系统而散失到循环水中。胶球清洗装置电动门和手动球阀已多次发生关闭不严,造成系统无法隔离。其原因是球阀密封垫片直径太大,经常关不到位卡住,造成密封垫片损坏,严重时还损坏阀芯。

凝汽器冷却水水室结构不合理,其四角为直角,循环水在此处极易形成涡流。胶球到此部位时就地打旋,不能进入胶球回收管道。

4胶球清洗装置改进

将活动收球网板曲柄连杆调整螺栓向两侧伸长,使阀门关闭力矩增大,减少了活动收球网板与循环水管壁产生缝隙的可能;或者将活动收球网板电动头摇紧,将活动收球网板驱动机构转轴摇进10-15mm后,收球率达到正常。

要求胶球形状规则(圆形),湿态直径比管内径大1〜2mm,孔隙大小均匀,孔与孔之间相通。在投运前,要使胶球预先浸水7天,吸水后应不变形,不变质,湿态胶球不浮在水面上。

循环水水室顶部放空气管道内加装滤网,放水门前装放空气针形阀。在每根循环水水室顶部放空气管道截止门前加装直径d=510mm放空气针形阀,正常运行中保持适度开启,以防止空气在凝汽器顶部积聚。

大、小修时彻底清理循环水水室内杂物,水塔放水后彻底清理水塔内破损填料及石子等杂物,补充更换水塔内部破损填料。

启闭器冬季尽量不操作,需人为调节水塔水温时,只需开启水塔回水旁路电动门即可。尽量减少水塔因启闭器频繁开关造成水塔大量挂冰、落冰,造成水塔填料严重破损现象的发生。环境温度降至0P以下时,启闭器不要操作。

集球器关闭不严时应及时隔离系统,修理好集球器。

检修好胶球清洗装置电动门和手动球阀等关闭不严的阀门,及时更换电动门和手动球阀等的密封垫片。在胶球清洗装置电动门后加装手动闸阀,以确保运行中能在电动门关闭不严时进行手动门隔离检修。

在凝汽器前、后水室四角加装导流板,使其圆滑,消除死角。焊接时不得留有大于3mm的缝隙。

胶球正常投球量为凝汽器单侧单流程冷却管根数的7%〜13%,根据胶球循环一次所需时间的长短,取下限或上限或其接近值。凝汽器在主凝结区共安装了30812根直径d=25mm、壁厚为0.5mm、L=13078mmTP316不锈钢管,5416根直径d=25mm、壁厚为0.7mm、L=13078mm的不锈钢管安装在空冷区和顶部三排及通道侧。冷却管总根数为37228根,所以单侧凝汽器正常投球量应为650-1200只之间。胶球循环一次的时间一般为30s.

胶球补充周期为胶球清洗装置系统累计运行7次(每周1次),也可根据本单位具体情况不同调整补充周期。

根据国产球使用统计,胶球更换周期为胶球自动清洗系统累计运行60次(两月1次)。

另外,在水中浸泡一段时间后,个别胶球可能胀大过多,致使直径超标,应及时换掉,以防冷却管被堵。

使用时湿态胶球直径一般比冷却管内径大1.02.0mm。冷却管有两种规格时,以小规格的一种为准,冷却管口加装套管口则以套管为准选择胶球。胶球清洗系统每天定期清洗,并保证2h清洗时间。发现胶球磨损严重,湿态直径小于24mm或失去弹性时,应及时更换新球。

因本厂选用的胶球非常难于浸泡。经7天乃至20天的水下浸泡后,仍有大量的球浮在水面上,故每次加球均需先浸泡7天以上。加球时先关闭集球器电动门,再将胶球装入装球室内,关闭并旋紧装球室上盖。注水放气后,开启胶球泵出口电动门、装球室出口至凝汽器隔离电动门,启动胶球泵连续运行4~8h,闷打胶球,充分浸泡胶球。闷打胶球完毕,将循环水A、B侧前、后水室放空气管道逐个稍稍开启,排除系统内积存的空气。如果已在放水门前装放空气针形阀,此项操作可取消。否则每次胶球投运前均应排放凝汽器水室内积存的空气,然后再开启集球器电动门,将胶球系统连续运行8~12h,使胶球不断通过凝汽器钢管挤压排除胶球内空气。经过上述操作后,几乎所有的胶球均能沉入水中。

胶球清洗装置系统操作好能由人负责,是保证能够成功收球的好办法。另外,如能购买胶球压球机,可避免了泡球、闷打等许多繁琐的操作。

经改进后,2台机组凝汽器胶球回收率达98%以上;凝汽器端差较以前大幅度降低,基本上保持在4K以下。

凝汽器胶球清洗装置系统是减小凝汽器端差、提高汽轮机循环热效率和降低发电煤耗的有效手段,为此,提高凝汽器胶球清洗系统收球率是很有现实意义的。

汽器胶球清洗装置系统运行热力发电

凝汽器胶球清洗装置技术的新发展,三代收球网与二次滤网的研制开发口丄热力发电,考虑到4号机凝汽器铜管结垢与腐蚀均已经非常严重,直接采取更换铜管的方式处理。

3胶球清洗装置经济效益

1~3号机组凝汽器铜管清洗成膜后,表面清洁耐腐,传热效率提高,凝汽器端差平均下降3K,真空度提高,从而确保机组的安全运行,提高发电效率,并延长了铜管使用寿命。若采用更换铜管的方式,仅凝汽器铜管费用就高达100多万元/台,而酸洗费用只有5万元/台。

凝汽器端差每降低1K,汽轮机热效率可提高0.35%。汽轮机满负荷运行时约需蒸汽240t/h,需耗煤33t,煤价按500元/t计,每台机组每年运行约8000h,3台机组可节约33X5OOX10"X8000X0.35%X3X3=415.8万元/年。

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