胶球清洗装置系统安装调试及问题改造完善措施

     胶球清洗装置系统安装调试及问题改造完善措施，胶球清洗系统能否∞正常运行对冷凝器的真空度及机组运行经济性影响很大。介绍了胶球清洗系统调↑试和完善的过程,通过理论分析和实际试验相结合的方法,取得了令人满ω　意的效果。并次提出清洗强度这一概念,用定量数据来分析胶球清洗装置系统对机组经济性的影响。
     2台600MW机组凝汽器胶球清洗装置系统。机组投运后ξ,胶球清洗◆系统一直不能投入正常运行,收球率低于30%。据了解国内已投产机组上配备的胶球清洗系统,胶球收球率在90%以上的仅占25%,53%以上的占42%,完全不能投入使用的占33%,其中※包括国外进口的胶球清洗装置系统。我公司组成攻关小组,通过多次现场调试(掌握数据)、理论分析(提出方案)、改造完善(提供再◥次调试条件)的循环,2台600MW机组配︾套的胶球清洗系统,其胶球平均收球率达到90%以上,高时达95%,清洗效果大大提高,与以往胶球清洗装置系统不能正常★投入运行相比,凝汽器的真空度明显提高,夏天高温季节机组运行的出力及经济性有了明显提⊙高。
1管道清洗装置系统『所作的改进
     胶球清洗装置系统管道布置先应符合水动力学的原理,为了了解胶球清洗装置系统管道布置是否符合水动力学原理,用超声波流量计测取了胶球清洗系统所有管道内的水流速,从数据中分析出收球管的水①流速较低,且存在两↘侧不平衡。为此进∑　行了3项改造。
     (1)将原收球口<108改为<76,并与收球网管壁垂ㄨ直。
     (2)将5只90°的弯头全部取消,代之以45°的弯头,并保证两侧的管道弯头数量◤对称。
     (3)在收球网筒体上部循环水管弯头处加装导流板。目的在于消除收球网板上部的死区,使胶∑球所受力的大小和方向,尤其是方向得到改善,同时减小整个胶球清洗系统局部弯头阻力,以利于胶球的♀流动和回收。后经现场△流量实测,两边的流速完全对称。图1为循环水及胶球清洗装置系统示意图。
2调试情况和结果分析
(1)寻找胶球收球率下降拐点
     图2为循环水管道○进出凝汽器的布置图。由图2可以看出,循环水出凝汽器←即90°水平拐弯,接下〖来便是往下90°拐弯。循环水管道直径为<2440mm,大直径的水管在↓如此狭小空间连续2个90°拐弯,胶球收←球网就安装在垂直管道间,水流极不稳定,容易产生水内涡,阶跃涡,附加的导流板还会产生卡门涡。在实际运行和调试时如何●消除这些涡流,使水流比较平稳地流过收球网,是提高收球率的关键。另外〗胶球在水流中所具有的动能,与水流速度的平方成╲正比,而管【道中的局部阻力也与水流速度的平方成正比,因此加装的导流板既要减少涡流的强度,同时在加装的导流板处的局部阻力要小,以利于提高收球率。
图2循环水进出凝汽器的布置图
     通过实际调试发现,胶球回收挡¤板(即收球网)两侧的压差对胶球收球率○的影响很大。虽然制造厂在收球网板的结构设计和加工时,已考⌒　虑了循环水流量、胶球规格和硬度、冷却水管直↓径、安装位置、收球网高度等多种因素,但实际调试中,回收挡板两侧的压差除了与循环水流量、胶球规格☆和硬度等有关外,更与系统中胶球数量直接相关。通过大量调试发现,随着投入胶球数量■的增加,胶球停留在收球网板上的√时间延长,导致收球网两侧的压差上升,压差上升到一定值时,收球率会突然发生下降,后收球网压差维持在相应的较高压差。
     由于收球网压差缓慢上升,何处是胶球收球率下降拐点就不易察觉,根据流体动ㄨ力学伯努利方程:r+h1=p2+1gr其3项※分别为压能、动能※和位能。由于流体为同一种流体,比重的因素可︻以忽略,高度一致,两点间的静压力与其流速的平方成反比,当收球网◥处的流速为2.1m/s时,折合静压为2.2kPa。经多次试验发现,当装球数增加到一定数量时,收球网压差↘达到2.15kPa左右,胶球收球率发生突然下降。个中关系还♂有待进一步试验观察,但在实际运行中,把■收球网板前后压差2.15kPa值作为调试和运行的控制点。
(2)确定胶球清洗强度
     根据我厂循环水系统凝汽器的布置和胶球清洗系统的实际情况,进行综合分析和计算。清洗频率P和装球数X之间的关①系是:P≈X/80。如果装球数为→640只,则清洗频Ψ 率为①8,即每h每根管子清洗8次。如果装球数为480只,则▂清洗频率为6,其余类推。
     清ㄨ洗频率可以通过装球数量的变化来调整,而清洗次数可以通过时间的变化而增减。为了保证凝汽器的清洗效果,防止清洗过度或清洗不足,尤其要★防止清洗不足,采用“清洗强度”这一指标来进行定量分析。即清洗频率、清洗时间和胶球直径对管道内径】的过盈量这三者的乘积作⊙为凝汽器的“清洗强度”。清洗频率可以通过所加♂胶球数量来进行控制,由于WSA收球网板的结构决定了投球数不能太多(多300只),所以清洗频率就很低。但通过增加清洗时间(根据Taprogge公司的新理念是胶球清洗装置应该24h连续投运)来增加清洗次数,同时增加胶球过盈量『来提高清洗强度。根据初步观察,清洗强◎度为10时可以维持凝汽器正常的清洁度㊣　,而要提高凝汽器◥的清洁度,清洗强度要大于10。例如:现投球数是300只,清洗频率P≈300/80=3.75。胶球过盈量取1,清洗时间3h,清洗强度是11.25>10,达到凝汽器清洗要求。
(3)胶球清洗装置选用合适尺寸的胶球
     由于清洗强度与胶球直径有很大关系,图3所附曲线为胶球直径♀与凝汽器循环水进出〗口的差压的关系。实际运行中,应根据循环水进出口的差压也即循环水量来确定胶球直径。
图3胶球直径与凝汽器循环水进出口差压关系
     根据此曲线,一般在循环水系统为1机1泵方式运行○时々,选用<25mm胶球,2机3泵方□式运行时,选用<26mm或<27mm胶球,如果2机4泵方式运行时,选用<27mm胶球。
3胶球清洗装置系统的调︼试和完善带来的效果
(1)真空度提高
     循环水温在33℃,机组负荷在600MW时真空为-89.93kPa。而在相同工况时,真空为-91.50kPa,至少提高1.5kPa。而如果与脏凝汽器时的真空比,经过胶球︽清洗,真空甚至可以提高5.0kPa。观察人工用高压水枪清洗的情∮况,由于水枪可以从凝汽〖器换热管的两端分别进行清■洗,换热管中部清洗效果较差,而用胶球进行清①洗,整根水管从前到后效果一致,而换热管中部则是凝汽器换热量大的区域。
     由于胶球清洗装置比机组晚投用,凝汽器换热管已经产生了一◣些结垢。为此加大了□清洗强度,使凝汽器换热效果得到很大的改善,在循环水温和机组负荷相同的情况下,真空比以前有了很大提◢高。3月底循环水系统运行方式为2机3泵,而2004年直到6月底循环水系统运行方式还是2机3泵,少开1台循环水泵,每天节电8万kW·h,且没有以前真空随机组运行时间的延长▆而恶化的现象。机组小修时对凝汽器进行检查,发现管壁很干净,露出金属╳本色。
     表1为经过一■段时间清洗后机组的循环水温度与真空度〇的几个典型工况。从表1可以看出,机组的真空度大为改善。几个工况中,负荷基本一致,所以在比较时不作修正。同时根据时间可以看到从5月下旬』改用<27mm胶球进行清洗,效果→得到明显的改进,其后排汽压力维持在很好的水平以迎峰度夏。
表1清洗后的循环水温度与真空
机组负荷循环水温排汽压力修正到30℃水温时/MW/℃/kPa的排汽压力/kPa
59830.210.6110.56
61828.07.307.76
58931.47.837.47
(2)胶球清洗装置运行经济性分析
     根据近对机组运行工况分析计算,由于用<27mm胶球对凝汽器进行№清洗,清洗效果明显,直到2004年6月30日,2台机组循环水系统仍然采用2机3泵的∏运行方式,单循▲环水泵每天可节电8万kW·h,循环水温在32℃时,真空比去年同期提高至少1.5kPa。根据排汽压力对机组出力的关系曲线,600MW机组效率比去年同期可提高1.5%左右。胶球清洗投入正常运行后,按2003年的发电量83亿kW·h,煤耗310g/(kW·h)计算,可以节煤3.86万t,标煤325元/t,可以产生经济▽效益1254.4万元。