膠球清洗、凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)宏琦廠家改造與機(jī)組效益
200MW機(jī)組原設(shè)計(jì)的凝汽器膠球清洗系統(tǒng)存在的問題,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(jī)組膠球清洗系統(tǒng)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(jī)組汽輪機(jī)為東方汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的N20012.7/535/5354型三缸二排汽凝汽式汽輪機(jī),于1993年7月投產(chǎn)發(fā)電。自機(jī)組投運(yùn)以來一直采用膠球清洗系統(tǒng)對凝汽器銅管進(jìn)行清洗,近幾年收球率較低,僅為50%左右,無法達(dá)到清洗效果,膠球清洗設(shè)備長期處于閑置狀態(tài)。黃石發(fā)電股份有限公司凝汽器循環(huán)水方式為開式循環(huán),從長江取水,水質(zhì)相對較差,機(jī)組運(yùn)行中無有效的凝汽器清洗方法使凝汽器換熱效率下降,影響機(jī)組出力。為了保持凝汽器銅管有較高的清潔系數(shù),減輕銅管的結(jié)垢,提高傳熱效率,保證凝汽器真空度,提高機(jī)組效益,必須解決膠球清洗系統(tǒng)長期不能正常投運(yùn)的問題。
膠球清洗系統(tǒng)技術(shù)改造
1.1209號機(jī)膠球清洗系統(tǒng)現(xiàn)狀與存在的問題收球網(wǎng)收球率低;
由于循環(huán)水為開式循環(huán),有虹吸現(xiàn)象,原膠球泵功率、流量、揚(yáng)程均偏小。
膠球的質(zhì)量一般應(yīng)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(guī)矩,不圓度2的誤差在0.5mm以內(nèi);
(3)膠球預(yù)先在水中浸泡24～48h后再投用;浸泡后應(yīng)能分層懸浮。
原來采用的是國產(chǎn)硬質(zhì)膠球,不能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。
膠球清洗系統(tǒng)管道布置和凝汽器水室渦流問題,根據(jù)現(xiàn)場勘察膠球系統(tǒng)管道需要略做調(diào)整即可。
流速和虹吸問題,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(xiàn)象,但虹吸負(fù)壓不大,問題不大。
1.2膠球清洗系統(tǒng)改造
通過調(diào)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(shè)備有限公司的專利產(chǎn)品HQWF1400型旋擺自鎖式收球網(wǎng)及膠球泵等相關(guān)附屬設(shè)備(見圖1)。2006年3～4月,利用209號機(jī)大修對原凝汽器膠球清洗系統(tǒng)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(nèi)部
材料采用1Cr18Ni9Ti,筒體Q235A+防腐。
膠球泵流量:100m3/h;揚(yáng)程:22m;功率:15
kW。為節(jié)約現(xiàn)有資源,新系統(tǒng)將沿用老系統(tǒng)的收球筒、控制柜,僅將原來的手動門更換成電動球閥。
改造前、后系統(tǒng)圖見圖2。
圖2改造前、后系統(tǒng)圖
1.3旋擺自鎖式收球網(wǎng)與其他結(jié)構(gòu)技術(shù)收球網(wǎng)的結(jié)構(gòu)及使用性能比較
為克服現(xiàn)有收球網(wǎng)存在的缺點(diǎn),上海鼎革公司在設(shè)計(jì)上將活動型柵格網(wǎng)板收球網(wǎng)(倒V字活動收球網(wǎng))與平面鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)組合起來,構(gòu)成新的旋擺自鎖式收球網(wǎng),實(shí)現(xiàn)了收球和網(wǎng)板反沖洗工況,并確保在收球工況網(wǎng)板與筒體密合無漏球現(xiàn)象。
設(shè)計(jì)上應(yīng)用新的旋擺原理、新材料、新結(jié)構(gòu),將活動型柵格收球網(wǎng)設(shè)計(jì)為平面四桿機(jī)構(gòu),組成全新的“旋擺自鎖式收球網(wǎng)”(見圖1)。在雙網(wǎng)板支撐軸的下部采用曲柄連桿機(jī)構(gòu)推拉操縱網(wǎng)板,在收球工況時(shí),執(zhí)行機(jī)構(gòu)帶動網(wǎng)板旋擺一定角度,達(dá)到運(yùn)行工況的極限位置,將筒體整個截面遮擋;在非運(yùn)行工況時(shí),執(zhí)行機(jī)構(gòu)帶動網(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,這個平面四桿機(jī)構(gòu)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)板旋擺的兩個極限位置正是死點(diǎn)位置,機(jī)構(gòu)自鎖而網(wǎng)板不動,從而實(shí)現(xiàn)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整體,大大提高了網(wǎng)板的強(qiáng)度和剛性,經(jīng)久耐用。
收球網(wǎng)與筒體密合力大,機(jī)構(gòu)自鎖,可靠地實(shí)現(xiàn)了功能。傳動軸和承重軸分開,受力合理。采用鉸鏈四桿機(jī)構(gòu),在兩個極限位置時(shí)連桿與曲柄共線,為機(jī)構(gòu)死點(diǎn)位置,機(jī)構(gòu)自鎖,此時(shí),不論加在網(wǎng)板上作用多大的力,則網(wǎng)板不會移動,可靠實(shí)現(xiàn)收球和清洗功能。
傳力性能好,滿足了最小的傳動角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%,并且收球率長期保持穩(wěn)定。
膠球清洗效益分析及結(jié)論
膠球清洗、膠球清洗系統(tǒng)改造后于2006年5月調(diào)試正常投入系統(tǒng)運(yùn)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(見表1)。
表1膠球清洗系統(tǒng)改造后收球率統(tǒng)計(jì)表
甲側(cè) 乙側(cè)
序號投球日期收球投球收球收球投球收球備注數(shù)數(shù)率/%數(shù)數(shù)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(cè)平均收球率乙側(cè)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(yùn)的膠球卡在某注個部位,本次被循環(huán)水沖了出來
1臺200MW機(jī)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(xiàn)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(tǒng)正常維護(hù)就可以了。
若用人工清洗則停機(jī)損失約為500萬元/a。
而整個技改投入不到30萬元,膠球清洗系統(tǒng)改造后經(jīng)濟(jì)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(dá)95%以上,值得在電廠進(jìn)行推廣。
