膠球清洗、凝汽器膠球清洗裝置系統宏琦廠(chǎng)家改造與機組效益
200MW機組原設計的凝汽器膠球清洗系統存在的問(wèn)題,提出了解決辦法,并分析了改造后取得的效益,對投產(chǎn)有一定年限的機組膠球清洗系統的改造具有借鑒意義。湖北華電黃石發(fā)電股份有限公司209號機組汽輪機為東方汽輪機廠(chǎng)生產(chǎn)的N20012.7/535/5354型三缸二排汽凝汽式汽輪機,于1993年7月投產(chǎn)發(fā)電。自機組投運以來(lái)一直采用膠球清洗系統對凝汽器銅管進(jìn)行清洗,近幾年收球率較低,僅為50%左右,無(wú)法達到清洗效果,膠球清洗設備長(cháng)期處于閑置狀態(tài)。黃石發(fā)電股份有限公司凝汽器循環(huán)水方式為開(kāi)式循環(huán),從長(cháng)江取水,水質(zhì)相對較差,機組運行中無(wú)有效的凝汽器清洗方法使凝汽器換熱效率下降,影響機組出力。為了保持凝汽器銅管有較高的清潔系數,減輕銅管的結垢,提高傳熱效率,保證凝汽器真空度,提高機組效益,必須解決膠球清洗系統長(cháng)期不能正常投運的問(wèn)題。
膠球清洗系統技術(shù)改造
1.1209號機膠球清洗系統現狀與存在的問(wèn)題收球網(wǎng)收球率低;
由于循環(huán)水為開(kāi)式循環(huán),有虹吸現象,原膠球泵功率、流量、揚程均偏小。
膠球的質(zhì)量一般應符合下列要求:
(1)材料彈性要好,不易撕裂和有粒屑脫離,多孔均勻;
(2)形狀2圓1而規矩,不圓度2的誤差在0.5mm以?xún)?
(3)膠球預先在水中浸泡24～48h后再投用;浸泡后應能分層懸浮。
原來(lái)采用的是國產(chǎn)硬質(zhì)膠球,不能達到標準。
膠球清洗系統管道布置和凝汽器水室渦流問(wèn)題,根據現場(chǎng)勘察膠球系統管道需要略做調整即可。
流速和虹吸問(wèn)題,由于黃石發(fā)電股份有限公司循環(huán)水流速為1.1m/s,偏小,雖有虹吸現象,但虹吸負壓不大,問(wèn)題不大。
1.2膠球清洗系統改造
通過(guò)調研、分析、比較,黃石發(fā)電股份有限公司決定采用上海鼎革電力設備有限公司的專(zhuān)利產(chǎn)品HQWF1400型旋擺自鎖式收球網(wǎng)及膠球泵等相關(guān)附屬設備(見(jiàn)圖1)。2006年3～4月,利用209號機大修對原凝汽器膠球清洗系統進(jìn)行了技術(shù)改造。
圖旋擺自鎖式收球網(wǎng)工作圖
收球網(wǎng)安裝形式:立式,收球網(wǎng)筒體直徑×壁厚:1420×10。
材料:網(wǎng)板框架、心軸、曲柄軸、楔形柵條等內部
材料采用1Cr18Ni9Ti,筒體Q235A+防腐。
膠球泵流量:100m3/h;揚程:22m;功率:15
kW。為節約現有資源,新系統將沿用老系統的收球筒、控制柜,僅將原來(lái)的手動(dòng)門(mén)更換成電動(dòng)球閥。
改造前、后系統圖見(jiàn)圖2。
圖2改造前、后系統圖
1.3旋擺自鎖式收球網(wǎng)與其他結構技術(shù)收球網(wǎng)的結構及使用性能比較
為克服現有收球網(wǎng)存在的缺點(diǎn),上海鼎革公司在設計上將活動(dòng)型柵格網(wǎng)板收球網(wǎng)(倒V字活動(dòng)收球網(wǎng))與平面鉸鏈四桿機構組合起來(lái),構成新的旋擺自鎖式收球網(wǎng),實(shí)現了收球和網(wǎng)板反沖洗工況,并確保在收球工況網(wǎng)板與筒體密合無(wú)漏球現象。
設計上應用新的旋擺原理、新材料、新結構,將活動(dòng)型柵格收球網(wǎng)設計為平面四桿機構,組成全新的“旋擺自鎖式收球網(wǎng)”(見(jiàn)圖1)。在雙網(wǎng)板支撐軸的下部采用曲柄連桿機構推拉操縱網(wǎng)板,在收球工況時(shí),執行機構帶動(dòng)網(wǎng)板旋擺一定角度,達到運行工況的極限位置,將筒體整個(gè)截面遮擋;在非運行工況時(shí),執行機構帶動(dòng)網(wǎng)板旋擺回到上述角度,即與水流平行的極限位置,使水流對網(wǎng)板進(jìn)行反沖洗及減少水阻,這個(gè)平面四桿機構能夠起到支撐、定位、閉鎖網(wǎng)板的作用,下段網(wǎng)板不再是懸臂梁,同時(shí)網(wǎng)板旋擺的兩個(gè)極限位置正是死點(diǎn)位置,機構自鎖而網(wǎng)板不動(dòng),從而實(shí)現了收球網(wǎng)的可靠性功能。因此不存在因水流沖力而產(chǎn)生的網(wǎng)板變形而逃球的問(wèn)題。
網(wǎng)板的不銹鋼片與下橫行骨架條以嵌槽并用氬弧焊焊接組成一個(gè)整體,大大提高了網(wǎng)板的強度和剛性,經(jīng)久耐用。
收球網(wǎng)與筒體密合力大,機構自鎖,可靠地實(shí)現了功能。傳動(dòng)軸和承重軸分開(kāi),受力合理。采用鉸鏈四桿機構,在兩個(gè)極限位置時(shí)連桿與曲柄共線(xiàn),為機構死點(diǎn)位置,機構自鎖,此時(shí),不論加在網(wǎng)板上作用多大的力,則網(wǎng)板不會(huì )移動(dòng),可靠實(shí)現收球和清洗功能。
傳力性能好,滿(mǎn)足了最小的傳動(dòng)角γ≥50°,保證了良好的傳力性能。
收球網(wǎng)采用楔型焊接條,表面平整光滑,不卡球、不夾球,水阻低。所有片、條、梁等零件的迎水面都經(jīng)過(guò)倒角或拉成圓弧角并打磨光滑,水阻小,不掛絲、毛垃圾。
收球率高≥95%,并且收球率長(cháng)期保持穩定。
膠球清洗效益分析及結論
膠球清洗、膠球清洗系統改造后于2006年5月調試正常投入系統運行,黃石發(fā)電股份有限公司全程跟蹤了收球網(wǎng)收球的情況(見(jiàn)表1)。
表1膠球清洗系統改造后收球率統計表
甲側 乙側
序號投球日期收球投球收球收球投球收球備注數數率/%數數率/%
20060612 960 948 101.310251045 98
20060613 928 960 96.7 864102584.3
20060614 1020928 109 1011 864 117
20060615 9861020 96.7 976101196.5
200606179179869390897693.3兩天甲側平均收球率乙側平均收球率
98% 96%
備收球率有大于100%的情況,原因是上次所投運的膠球卡在某注個(gè)部位,本次被循環(huán)水沖了出來(lái)
1臺200MW機組,每年至少要進(jìn)行2次高壓清洗,需組織30人倒三班捅刷3天;現采用膠球清洗(采用旋擺式自鎖式收球網(wǎng)),只要進(jìn)行膠球系統正常維護就可以了。
若用人工清洗則停機損失約為500萬(wàn)元/a。
而整個(gè)技改投入不到30萬(wàn)元,膠球清洗系統改造后經(jīng)濟效益十分明顯。
旋擺自鎖式收球網(wǎng)是一種新型的收球網(wǎng),收球率可達95%以上,值得在電廠(chǎng)進(jìn)行推廣。
