330MW汽輪機膠球清洗裝置系統改造原因與效果分析

      330MW汽輪機膠球清洗裝置系統改造原因與效果分析，針對發(fā)電廠(chǎng)330MW汽輪機凝汽器膠球清洗裝置收球率低，嚴重影響凝汽器換熱效果的現狀，通過(guò)在收球網(wǎng)內裝設擾流子、減少彎頭管路、封堵水室死角等措施，降低了膠球在收球網(wǎng)內的擾動(dòng)強度，減少管道阻力，使膠球按照設計路徑有效循環(huán)。改造結果表明：收球率達98%以上，大大改善了凝汽器的工作環(huán)境，確保了汽輪機的安全經(jīng)濟運行。

1膠球清洗裝置存在的問(wèn)題

      發(fā)電廠(chǎng)1號、2號機組的凝汽器膠球清洗裝置的產(chǎn)品。全套膠球清洗裝置由裝球室、膠球輸送泵、收球網(wǎng)和就地控制柜幾大部件組成。在設計工況下，使用濕態(tài)直徑比凝汽器銅管內徑大(1~2)mm\的清洗用海綿球，保證收球率≥98%。HWX-1800型收球網(wǎng)為漏斗型結構，收球結構為格柵式，收球網(wǎng)網(wǎng)板為雙葉推拉護翼式(漏斗型)組裝式結構。WX-JQ-100型膠球輸送泵采用電動(dòng)機驅動(dòng)、臥式、單級端部吸入式。

      膠球清洗裝置可在機組不減負荷的情況下清洗凝汽器冷卻管，提高凝汽器的傳熱效果，防止汽輪機熱效率因背壓升高而降低，同時(shí)可防止冷卻管因結垢而腐蝕，延長(cháng)凝汽器銅管的使用壽命，是提高機組循環(huán)熱效率的主要方法之一。

      發(fā)電廠(chǎng)膠球清洗裝置投運(1號機組膠球清洗裝置于2015年元月投運，2號機組膠球清洗裝置于2015年12月投運)起初2個(gè)月內，膠球裝置運行正常，運行2個(gè)月后，收球率就直線(xiàn)下降，1號機組收球率幾乎降至0,2號機組收球率為20~30%,收球率較低，使該設備一直不能正常投運，對凝汽器的安全經(jīng)濟運行構成了嚴重威脅。經(jīng)設備廠(chǎng)家多次調試投運1號、2號機組膠球清洗裝置，到2017年元月也未解決上述問(wèn)題。

2收球率低的原因分析

      為了早日將1號、2號機組膠球清洗裝置正常投入運行，2017年公司通過(guò)科技立項門(mén)成立攻關(guān)小組以期解決該問(wèn)題。利用停機檢修機會(huì )對該設備多次檢查，結合同類(lèi)型機組膠球清洗裝置投運的情況，對1號、2號機組膠球清洗裝置的系統和設備本身，反復試驗投運，找出問(wèn)題的癥結所在。

      1)冷卻塔填料中及循環(huán)水泵入口清污機檢查未發(fā)現有大量膠球，說(shuō)明膠球一直留在循環(huán)水室內，并未穿過(guò)收球網(wǎng)。利用機組停運對收球網(wǎng)進(jìn)行檢查，進(jìn)一步確認收球網(wǎng)是嚴密的。

      2)在2016年10月29日2號機組小修中，通過(guò)打開(kāi)凝汽器人孔檢查凝汽器循環(huán)水室進(jìn)口水室管板和回水室管板發(fā)現有大量膠球存在。膠球主要粘在或卡在進(jìn)出口水室的流程隔板與水室蓋及管板的銜接處的狹縫及死角。1號機組同樣存在這種現象。

      3)對1號機組收球網(wǎng)進(jìn)行檢查發(fā)現收球網(wǎng)的柵格上卡有部分膠球，膠球在收球網(wǎng)上已變形，卡粘的膠球已使得凝汽器循環(huán)水出口壓力上升0.02MPa?此外收球網(wǎng)底部膠球管道也已被膠球完全堵住，這也是1號機組收球率為0的原因。通過(guò)與設備廠(chǎng)家的分析，并進(jìn)行膠球在收球網(wǎng)中的水力模型試驗(見(jiàn)圖1),判斷出由于凝汽器循環(huán)水出口壓力偏高(一般凝汽器循環(huán)水出口壓力為0.1MPa,而本公司凝汽器循環(huán)水出口壓力是0.12MPa),造成膠球在收球網(wǎng)內部因速度過(guò)快沖擊收球網(wǎng)柵格而旋轉，不能及時(shí)且順利的落入收球網(wǎng)底部，被及時(shí)送入收球泵入口，使得膠球回不到裝球室，致使該裝置收球率很低。

圖1膠球在收球網(wǎng)內運動(dòng)軌跡

      4)對膠球清洗裝置管道進(jìn)行檢查，發(fā)現膠球清洗泵出口彎頭處也粘接小部分膠球。從該系統管道布置來(lái)看，膠球清洗泵出口至裝球室管道上有兩個(gè)U形管段，而正是由于該處管道彎頭太多，造成膠球回至裝球室的阻力過(guò)大，也使得膠球泵的輸送能力下降，從而降低收球率。

3膠球清洗裝置的改造

      通過(guò)科技攻關(guān)小組的分析和判斷，2017年度2號機組C級檢修中對2號機組的膠球清洗裝置進(jìn)行了針對性的改造。

      (1)對循環(huán)水進(jìn)出口水室可能存在卡粘膠球的死角和狹縫進(jìn)行封堵，杜絕膠球可能留存在水室內的可能。

      (2)將膠球清洗泵出口至裝球室管道上的兩個(gè)U形管段取掉，改成直管段，以降低膠球泵出口至裝球室的管道阻力，便于膠球順暢通過(guò)回。

      (3)經(jīng)過(guò)與廠(chǎng)家協(xié)商，為克服循環(huán)水出口壓力偏高造成的膠球在收球網(wǎng)內的強烈旋轉，如圖2所示，在膠球清洗裝置內部加裝擾流子，要求擾流子材質(zhì)為Q235,擾流子和收球網(wǎng)加強板要可靠地焊接。以降低凝汽器循環(huán)水出口的壓力及膠球在收球網(wǎng)內部的旋轉強度，從而使膠球順利地落入收球網(wǎng)底部，及時(shí)送入收球泵入口管道。

圖2擾流子安裝圖

4膠球清洗裝置的改造效果

      處理后再次投運膠球清洗裝置，每周運行2次，每次2h,收球率均達98%以上。2017年1號機組大修中也進(jìn)行了同樣改造，收球率也達到了設計要求的98%以上。2號機組于2018年C級檢修，檢查凝汽器銅管，內壁潔凈，基本無(wú)水垢，改造取得明顯效果。

      (1)凝汽器膠球清洗裝置收球率不但與凝汽器水室結構、膠球清洗裝置及管路有直接關(guān)系，還與循環(huán)水壓力有關(guān)。

      (2)通過(guò)在收球網(wǎng)內裝設擾流子、減少彎頭管路、封堵水室死角等措施，降低膠球在收球網(wǎng)內的擾動(dòng)強度，減少管道阻力，杜絕膠球滯留在死角處，可有效確保膠球按照設計路徑循環(huán)，達到了清洗凝汽器銅管的目的。

      (3)改造后發(fā)電公司330MW機組膠球清洗裝置正常投運，收球率達98%以上，大大改善了凝汽器的工作環(huán)境，確保了汽輪機的安全經(jīng)濟運行。