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凝汽器膠球清洗器安裝是提高火電廠增產(chǎn)降耗的重要算途徑
凝汽器膠球清洗器安裝是提高火電廠增產(chǎn)降耗的重要算途徑，火力發(fā)電廠即是二次能源的生產(chǎn)基地，又是能源消耗大戶。僅廠用電一項(xiàng)就占其發(fā)電量的1U%左右，再加上能源轉(zhuǎn)換過程中各種可能提高的熱效率(如鍋爐熱效率、汽輪機(jī)循環(huán)熱效率等],火電廠增產(chǎn)降耗的潛力很大。應(yīng)用凝汽器膠球清洗系統(tǒng)，降低了發(fā)電煤耗3h9g/kWh,提高了發(fā)電出力和電量，取得了增產(chǎn)降耗的可喜成績，使全國火電廠的同行們受到鼓舞和鞭策。
電廠的經(jīng)驗(yàn)表明，火電廠的增產(chǎn)降耗大有潛力可挖。如果在每個(gè)火電廠采用一項(xiàng)新技術(shù)或一個(gè)小改小革能使發(fā)電煤耗降低1g/kWh或降低廠用電1%,并將其推廣到全國的火電廠中，其效益是相當(dāng)可觀的。引導(dǎo)火電廠增產(chǎn)降耗工作向縱深發(fā)展，特別是火電廠的電業(yè)職工撰寫增產(chǎn)降耗方面新技術(shù)、革新改造先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)、模范人物的文章。
凝衣器的真空度和端差對汽機(jī)盾環(huán)熱效爭、發(fā)電煤耗相發(fā)電功辛影響極大；而膠球清洗系統(tǒng)應(yīng)用的好壞對凝汽器的真學(xué)度和端差有右直接的影響.卡文分析了國內(nèi)應(yīng)用該系統(tǒng)世遍存在的問題及其原因；
凝汽器是人力發(fā)電廠、轉(zhuǎn)電站及化工全業(yè)中的重要設(shè)備，組護(hù)凝汽器冷卻水管內(nèi)壁的潔凈，保持酸汽器較高的真空和較小的帶差，是提高汽輪機(jī)組情環(huán)熱效率的土要方法之為了納把凝汽器冷用管的潔凈，過去孔國大部分電廣曾采用停機(jī)或減負(fù)荷分半由人工清洗的方法。這樣，傳卻管在從清潔——被污梁——減負(fù)荷清洗的較長周期中，有相當(dāng)長的時(shí)間清潔系數(shù)小下設(shè)計(jì)值(在設(shè)計(jì)中，國內(nèi)一般取清潔系數(shù)為08～0.85),使汽輪機(jī)組處于不經(jīng)濟(jì)狀態(tài)下運(yùn)行，導(dǎo)致汽輪機(jī)熱耗率和發(fā)電煤耗率增加。以125MW機(jī)組為例，當(dāng)汽輪機(jī)背壓偏離設(shè)計(jì)值和凝汽器端差升高后，熱耗率和煤耗率的變化見表1。
表!汽機(jī)背壓、凝汽器端差變化對能耗的影響
1.凝汽器膠球清洗器對發(fā)電煤耗的影響與應(yīng)用現(xiàn)狀
近年來國內(nèi)許多汽輪發(fā)電機(jī)組開始采用膠球自動(dòng)清洗系統(tǒng)，使凝汽器冷卻管在運(yùn)行中保持清潔狀態(tài)，提高了真空度并減少水阻，從而節(jié)約發(fā)電煤耗。經(jīng)測試比較，清潔度提高0.2～0.3,相當(dāng)于增加了凝汽器冷卻面積20%～30%。在冷卻水質(zhì)較差的一些發(fā)電廠，煤耗節(jié)約可達(dá)2%～3%或更多。此外、由于煤耗的降低和腐蝕受到控制，還可使冷卻管的損壞次數(shù)減少，提高凝汽器運(yùn)行的可靠性，減少了汽輪機(jī)設(shè)備計(jì)劃外停機(jī)次數(shù)；減少有害物質(zhì)的排放量和金屬材料的損耗。因而，膠球自動(dòng)清洗系統(tǒng)成為火力發(fā)電重要的節(jié)能措施之一。
目前膠球自動(dòng)清洗系統(tǒng)的投入率和收球率還不理想，設(shè)備、系統(tǒng)、運(yùn)行維護(hù)和管理還存在一些問題，有待進(jìn)一步完善。華東電力試驗(yàn)妍究所曾對華東電網(wǎng)13個(gè)電廠，44臺(tái)125MW以上容量的大機(jī)組進(jìn)行了調(diào)查，結(jié)果表明，凡是裝設(shè)膠球自動(dòng)清洗系統(tǒng)，能夠正常投運(yùn)、且收球率在90%以上的機(jī)組，僅占29%;收球率不高或投運(yùn)不正常的機(jī)組占有64%;另有幾臺(tái)機(jī)組未裝或正在改進(jìn)自動(dòng)清洗系統(tǒng)。
2.國內(nèi)凝汽器膠球清洗器系統(tǒng)投入率低的原因分析
根據(jù)目前國內(nèi)膠球清洗裝置存在的問題，分析其原因，王要有以下幾點(diǎn)：
1)收球網(wǎng)通流部分流道設(shè)計(jì)不合理。
a.上下網(wǎng)板轉(zhuǎn)軸中心位置偏高，未考慮運(yùn)行時(shí)水流流動(dòng)時(shí)動(dòng)量的作用，以致運(yùn)行時(shí)抖動(dòng)或偏離正常位置。
b.未采取收球時(shí)的輔助調(diào)節(jié)及擾動(dòng)措施。
c下方箱寬度過大，進(jìn)入下方箱的水流量過大，超過膠球泵的抽吸能力，以致造成部分水量滯留、膠球在此回旋。
2)凝汽器膠球清洗裝置制造安裝工藝差，
a網(wǎng)面制造粗糙，條柵分布不勻.動(dòng)靜間隙偏大。
b.上網(wǎng)板與方箱擬合處間隙過大或平行度差。
c.上收球網(wǎng)轉(zhuǎn)軸接口處設(shè)計(jì)制造成圓桿接頭、加之的子強(qiáng)度不足，當(dāng)轉(zhuǎn)軸受較大扭曲力矩時(shí)，很易斷裂導(dǎo)致網(wǎng)板無法活動(dòng).此處應(yīng)設(shè)計(jì)制造成方板接頭以加強(qiáng)其剛性…
d.下收球網(wǎng)下端蟹鉗處間隙過大，造成逃球、
e.操作機(jī)構(gòu)不靈活，經(jīng)常卡澀拒動(dòng)。
3)凝汽器膠球清洗裝置運(yùn)行維護(hù)不當(dāng)。
a.未按時(shí)投運(yùn)和定期反沖、發(fā)現(xiàn)問題未及時(shí)處理消際。
b.貪圖方便，長期將網(wǎng)板置于收球位置，致使網(wǎng)板垃圾積累過多，超過網(wǎng)板承載能力，導(dǎo)致網(wǎng)板永久變形。
c.異物卡澀于動(dòng)靜部分之間未及時(shí)發(fā)現(xiàn)，強(qiáng)行操作執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
d.缺少日常檢查和定期維修，特別要定期檢查收球網(wǎng)的機(jī)械聯(lián)動(dòng)部分，以保證網(wǎng)板位置正確，避龜跑球。例如，安裝在某電廠600MW機(jī)組上的德國Taprogge公司的二代產(chǎn)品，就是因?yàn)楣芾聿簧贫涨蚵屎艿汀Ｒ虼诉M(jìn)行定期檢查和維修，是先進(jìn)國家確保膠球清洗系統(tǒng)的正常投運(yùn)和有效運(yùn)行的重要經(jīng)驗(yàn)之一。
3.電廠應(yīng)用凝汽器膠球清洗器系統(tǒng)的探索與經(jīng)驗(yàn)
幾年來，我廠對膠球自動(dòng)清洗系統(tǒng)也作了不斷探索，不斷改進(jìn)，使之遂步趨向完善。目前，已能做到正常投運(yùn)，經(jīng)濟(jì)效益顯著。特別是在夏季，運(yùn)行工況、機(jī)組真空能維持在較高的水平、確保了機(jī)組的多發(fā)電、高效率、低消耗，為緩和用電緊缺起到了應(yīng)有的作用。
經(jīng)驗(yàn)證明，固定錐形收球網(wǎng)只適合于中小機(jī)組及循環(huán)水源較清潔的地區(qū)或部分閉式循環(huán)水系統(tǒng)內(nèi)。因其長期運(yùn)行，水阻大、剛性差、易變形，積聚垃圾后須停機(jī)進(jìn)行清掃.100MW以上大機(jī)組宜選用蝶形活動(dòng)收球網(wǎng)。該型網(wǎng)靈活性強(qiáng)，適應(yīng)不同運(yùn)行工況，不同地區(qū)條件使用、操作簡單，運(yùn)行水阻小，收球率高，檢查維護(hù)方便經(jīng)驗(yàn)還證明，良好的設(shè)備是保證膠球清洗工作順利投運(yùn)的先決條件，而優(yōu)質(zhì)的維護(hù)與管理又是正常投運(yùn)的必要條件，兩者緊密結(jié)合、缺一不可。
一期工程裝有兩臺(tái)國產(chǎn)125MW機(jī)組，編號(hào)為1號(hào)和2號(hào)，分別干9月和次年7月投產(chǎn)、二期工程裝有兩臺(tái)前蘇制210MW機(jī)組，編號(hào)為3號(hào)和4號(hào)，分別于12月和次年11月投產(chǎn)。四臺(tái)機(jī)組的冷卻循環(huán)水系統(tǒng)均采用海水直流供水，即一次開放性循環(huán)：由于1、2號(hào)機(jī)組先于3、4號(hào)機(jī)組早投產(chǎn)10年，所以3、4號(hào)機(jī)組的膠球自動(dòng)清洗系統(tǒng)、從設(shè)計(jì)、設(shè)備、安裝到運(yùn)行管理和維護(hù)，都吸取了1.2號(hào)機(jī)組的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，采用的是南京電站輔機(jī)廠生產(chǎn)的不銹鋼設(shè)備，凝汽器循環(huán)水進(jìn)水凈水器型號(hào)為FFLM1800/1600、收球網(wǎng)型號(hào)為HQW-1600-Ⅱ、膠球泵型5號(hào)為125SS-9,清洗系統(tǒng)的連接管路均用不銹鋼管，投產(chǎn)以后運(yùn)行正常。
我廠一期工程的兩臺(tái)125MW機(jī)組的凝汽器、在安裝時(shí)均隨機(jī)裝有立式渦流切向青洗二次濾網(wǎng)及膠球清洗系統(tǒng)。由于原設(shè)備在設(shè)計(jì)、制造及材質(zhì)上存在問題，二次濾網(wǎng)除污效果差，收球網(wǎng)操作不靈、膠球回收率低，長期不能正常投運(yùn)，嚴(yán)重影響著汽輪機(jī)組的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
采用的海水，在一般情況下水質(zhì)良好，但在大風(fēng)或收獲海帶、府貝及海虹繁殖季節(jié)(夏、秋兩季),常有入量海帶、海虹、貝類、塑料袋及海草等雜物進(jìn)人循環(huán)水，造成濾網(wǎng)堵塞。此時(shí)由于網(wǎng)系內(nèi)外壓差過大而將網(wǎng)芯變形撕裂，以致造成凝汽器管板布滿雜物，汽輪機(jī)真空惡化。嚴(yán)重時(shí)每隔一天就要進(jìn)行一次減負(fù)荷分半人工清洗凝汽器，既影響發(fā)電出力、又大大增加了檢修工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。收球網(wǎng)也因海水腐蝕，操作不靈，收球率不足50%,凝汽器膠球清洗器系統(tǒng)無法正常投人。
為扭轉(zhuǎn)這種被動(dòng)局面，分別在1號(hào)和2號(hào)機(jī)組的擴(kuò)大性小修中，換用了生產(chǎn)的14FH~5-0凈水器和S-14-0型膠球收球網(wǎng)及有關(guān)控制操作附件，主要設(shè)備材質(zhì)選用1Crl8Ni9Ti不銹鋼，以增加對海水的耐蝕性能。膠球泵、凝汽器水室與循環(huán)不管道均未改動(dòng)。
凝汽器膠球清洗裝置在運(yùn)行方面采取下述措施：
1)每個(gè)班清洗一次14FH-5-0凈水器，每次15分鐘左右，兩側(cè)輪流沖洗。迂有大風(fēng)或雜物多時(shí)視濾網(wǎng)前、后壓差適當(dāng)增加清洗次數(shù)和延長清洗時(shí)間，以清洗干凈為準(zhǔn)。
2)每天白班進(jìn)行一次膠球清洗，每次半側(cè)投入300個(gè)膠球，清洗1小時(shí)，收球1小時(shí)，兩則輪流清洗。
經(jīng)過多年的實(shí)踐，證明14FH-5-0凈水器和S-14-0收球網(wǎng)操作方便，除污性強(qiáng)，耐海水腐蝕，收球率均在90%以上，且對凝汽器冷卻管保護(hù)膜沒有損壞，檢修工人已從繁重的勞動(dòng)中解放出來。凝汽器各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)大有好轉(zhuǎn)，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
現(xiàn)將2號(hào)機(jī)更換前、后運(yùn)行工況月平均參數(shù)列于表2,以供比較。1、2號(hào)機(jī)在凈水器和膠球清洗系統(tǒng)改進(jìn)后，兩臺(tái)機(jī)平均真空度提高1.15%;熱耗率下降93.78kJ/kW·h;煤耗率下降3.6g/kW·b左右：機(jī)組循環(huán)熱效率提高0.45%;相應(yīng)年節(jié)標(biāo)準(zhǔn)煤共6700r,并可多發(fā)電1050萬kW·h。
3.4號(hào)機(jī)組正式投產(chǎn)后，凝汽器膠球清洗器系統(tǒng)亦隨之投運(yùn)，操作上與1、2號(hào)機(jī)組相同。為了加強(qiáng)管理、運(yùn)行分場門成立了一個(gè)膠球清洗小組，負(fù)責(zé)4臺(tái)機(jī)組的清洗與維護(hù)。從1993年夏季運(yùn)行工況看，4臺(tái)機(jī)組的膠球自動(dòng)清洗裝置系統(tǒng)的正常投運(yùn)，使機(jī)組均處于較好的經(jīng)濟(jì)水平運(yùn)行，見表3。
我們體會(huì)到，要使凝汽器膠球清洗器系統(tǒng)正常運(yùn)行以獲得良好的節(jié)能效果，必須注意以下兒點(diǎn)：
1)膠球清洗系統(tǒng)正常投運(yùn)的關(guān)鍵問題是要清除循環(huán)水系統(tǒng)中的雜物，特別是直流供水系統(tǒng)江、河、湖、海水中的固體雜物和生物等，因此必須有較完善的濾網(wǎng)。目前電廠裝設(shè)的一次濾網(wǎng)都為回轉(zhuǎn)機(jī)械式，網(wǎng)孔直徑都在8·8和10、10之間，孔隙較大，加之回轉(zhuǎn)部分密封等因素的影響、垃圾雜物排除能力差。為了彌補(bǔ)這一缺陷、裝設(shè)二次濾網(wǎng)(凈水器)是十分必要的。直流供水的二次濾網(wǎng)要能旋轉(zhuǎn)、并設(shè)置逆沖裝置。
2)提高膠球回收率，除凝汽器膠球清洗裝置本身結(jié)構(gòu)合理外，材質(zhì)需作相應(yīng)考慮。特別是以海水作為冷卻介質(zhì)的凝汽器，凝汽器膠球清洗裝置及濾網(wǎng)應(yīng)選用耐腐蝕的不銹鋼材。
3)在安裝和檢修凝汽器時(shí)，應(yīng)徹底清除冷卻管內(nèi)壁的積垢和臟污，以保證內(nèi)壁高的初始潔凈度，這是膠球能否可靠和長期運(yùn)行并取得良好效益的重要條件。對新安裝的汽輪機(jī)，膠球清洗系統(tǒng)應(yīng)與凝汽器同時(shí)投運(yùn)；對現(xiàn)有的汽輪機(jī)，凝汽器膠球清洗器系統(tǒng)應(yīng)在換管或徹底清除一切積垢后立即投運(yùn)。不論采用何種方法清理和沖洗，必須檢查清理和沖洗的質(zhì)量，堅(jiān)持高標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)要求。
4)選擇微孔粒度均勻、性能穩(wěn)定、球徑較銅管內(nèi)徑大1~2mm的海綿膠球。使用過程中如發(fā)現(xiàn)膠球破損或過分發(fā)胖要及時(shí)剔除，投入新球。也要隨時(shí)剔除磨損變小的膠球、當(dāng)球體直徑比管徑小0.1～0.3mm時(shí)，不宜再繼續(xù)使用。
同批生產(chǎn)的膠球尺寸也有大小，球質(zhì)也有硬有軟、比重也不一樣。其密度要求應(yīng)與循環(huán)水的密度大致相同，這樣膠球才能隨機(jī)地進(jìn)入銅管。因此要有人驗(yàn)收、嚴(yán)把膠球質(zhì)量關(guān)。新膠球投人運(yùn)行前，應(yīng)先用海水浸泡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。
5)為預(yù)防銅管腐蝕，延長其使用壽命，要注意冷卻管保護(hù)膜完整，避免凝汽器膠球清洗器中而遭損壞，要定期加入硫酸亞鐵進(jìn)行沉膜處理。
6)在膠球連續(xù)清洗過程中，如發(fā)現(xiàn)收球率明顯降低或運(yùn)行不正常時(shí)，應(yīng)及時(shí)查找原因。如發(fā)現(xiàn)網(wǎng)板變形或網(wǎng)板與循環(huán)水管壁之間間隙大于6mm,應(yīng)及時(shí)采取措施整形和調(diào)整間隙，使其恢復(fù)正常，而不能采取消極措施將其網(wǎng)板固定或焊死。
7)各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)重視，充分發(fā)動(dòng)群眾，科學(xué)管理，人負(fù)責(zé)。做到有指標(biāo)、有分析、有措施、有效果。為此應(yīng)制訂崗位責(zé)任制、運(yùn)行和日常維護(hù)細(xì)則、與獎(jiǎng)勵(lì)掛鉤的考核辦法。使這項(xiàng)省煤節(jié)電的有效措施才能不斷深化，日趨完善。