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胶球清洗装置,凝汽器胶球清洗装置改造及应用? 

胶球清洗装置,凝汽器胶球清洗装置改造及应用?
       内蒙古电厂#5机装机容量300MW,机组原先配装了凝汽器胶球清洗装置,但因收球率低、设备本身存在诸多缺陷等原因,一直无法投用,加之运行水阻大,不得不将其拆除。电厂循环冷却水取自于珠江入海口,含泥量大,极易在凝汽器冷却管内壁粘附淤积,致使凝汽器清洁度降低,换热效果变差,端差升高,真空度降低,汽轮机出力下降,机组热耗也随之增加。
       为积极开展节能降耗工作,内蒙古电厂提出了在#5机上重新加装胶球清洗装置的计划,2015年9月投入运行。装置自投运以来,各项性能考核指标均优于预期,运行稳定,工作可靠,节能降耗效果也较为显著。
●胶球清洗装置简介
      
凝汽器胶球清洗装置主要由收球网、胶球输送泵、装球室、程控装置等设备组成。它借助水流的作用,将大于凝汽器冷却管内径的海绵橡胶球挤过冷却管,对冷却管进行反复循环擦洗。采用胶球清洗装置(如图1所示)可在机组不停机、不减负荷的情况下清洗凝汽器冷却管内污垢,降低凝汽器端差,提高凝汽器真空度和汽轮机热效率。
胶球清洗装置改造内容
设备选型
       设备选型是本次改造项目能否成功的关键,经广泛调研和充分的比较、分析,*终选用江苏电力装备有限公司提供的产品,该公司产品具有以下特点:(1)收球网(如图2所示)。
       ①收球网采用当今主流技术——活动栅格分流型结构,两片网板呈A型(倒V型)布置,胶球向两侧分流,顺势而下,自然流畅。
       ②两片网板共用一套驱动装置。该驱动装置由一台多回转电动执行机和一套传动机构组成,传动机构具有显著增力和可靠自锁功能,且能对两片网板的启闭角度分别进行精确的微调,确保两片网板均能启闭到位并适当张紧。
       ③网板上表面与筒壁接合部位设有垂直围带,消除了网板与筒壁之间的尖锐死角,防止胶球在此卡滞、堆积。
       ④筒壁上设有高效的导流元件,在网板下部出球位置形成紊流,改善胶球出球方向,增大胶球流出动能。
       ⑤胶球引出口采用漏斗形设计,增大出球空间,确保不堵球、不搭桥,胶球流出更顺畅。
(2)胶球输送泵
       ①为卧式、单级、端部吸入式、垂直中分面离心泵,叶片数量少,流道宽,保证满足胶球的通流,不会损伤胶球。
       ②扬程高(H=18m)、流量大(Q=66m3/h),提供胶球回收和投注所需的足够能量。
       ③允许吸上真空度大(6m)、抗汽蚀性能优良,使用寿命长。
(3)装球室。
       ①采用上部切向进水、下部中心出水结构,在装球室内形成稳定的下旋涡流,使胶球更易送出。
       ②切换阀为电动控制,能够实现收球、运行和换球三种位置的切换功能。
       ③进口处设有止回阀片,防止水流和胶球倒流。
胶球清洗装置材质选用
       电厂循环冷却水源取自于珠江入海口,是典型的咸淡水交替特质,对水工钢结构和设备有较强的侵蚀作用。因此改造项目要求所有与海水接触的设备和零部件均采用耐海水腐蚀性能优良的316L奥氏体不锈钢制造,包括收球网壳体和网板、胶球泵叶轮和泵壳、装球室壳体和网篮、胶球输送管道和阀门等。
胶球清洗装置安装布置
       (1)收球网布置于凝汽器出水管的垂直管段上,并尽可能远离弯头,让水流在收球网内的分布尽量均匀;收球网的安装方位要求为:两根网板支撑轴与弯头中心面平行,从而使两片网板分流的水量相等,受力达到平衡,两根胶球引出管的流量也能保持相等。
       (2)胶球输送泵布置于凝汽器底部的平台上,泵入口标高低于收球网胶球引出口标高,胶球流动顺畅,也进一步提高了泵的抗汽蚀性能。
       (3)凝汽器每根进水管上设置两根投球管,并尽可能远离凝汽器水室进口;投球口逆循环水流方向布置,以便于胶球扩散和均匀分布。
       (4)优化胶球管路布置,尽量减少弯头和管路长度,减小运管理改进措施
       1)鉴于电厂循环水质比较差、收球网需要定期打开反冲洗的要求,胶球清洗装置采用定时运行方式:每隔8h自动运行一次,其中投球清洗1h,回收胶球1h,收球网打开反冲洗6h;累计运行达42次(14s)时,清点和更换胶球一次。
       2)投球数量为凝汽器单侧单流程冷却管数量的14%,计算值约为700个。
       3)制定严格的运行管理制度,由专人负责,落实到班组,
每班均对胶球清洗装置的运行状况进行巡检。
●改造效果
       1)
胶球清洗装置自调试投用以来,已累计运行10个月以上,各项性能考核指标优良:收球率平均值在98%以上,收球网水阻小于3kPa,设备运行稳定,未出现故障和缺陷(见表1)。
表1胶球清洗装置运行记录(2015年3、4月份)
 投球时间 投球数量 点球时间 收球数量 运行次数 收球率 平均收球率
A侧 2015-3-14 700 2015-3-28 458 14d×3次/d=42次 99.0% 98.65%
 2015-4-11 700 2015-4-25 349 14d×3次/d=42次 98.3% 
B侧 2015-3-14 700 2015-3-28 452 14d×3次/d=42次 98.9% 98.6%
 2015-4-11 700 2015-4-25 341 14d×3次/d=42次 98.3% 
注:收球率=(收球数量/投球数量)1/运行次数
       2)将胶球清洗装置改造前后各10个月的凝汽器运行参数进行对比分析(见表2),可以看出凝汽器端差平均降低了约2.12℃,真空平均提高了约0.15kPa。端差降低较为显著,说明凝汽器换热性能得到改善;真空的提高幅度不大,这应是受到了其它一些因素干扰,如机组真空系统严密性变差、抽气器抽气能力下降等。电厂拟在后续工作中对机组真空系统严密性作一次全面、细致的检查,对抽气器的工作性能进行改进,以进一步提高凝汽器真空度。
       3)2015年1月底电网线路改造停机期间对凝汽器冷却管进行了检查,其内壁洁净无污垢,说明胶球清洗作用明显。清洁
的冷却管无疑提高了凝汽器换热效率。
●胶球清洗装置经济效益分析
       凝汽器端差是反映凝汽器换热性能的关键指标,也是*直观的指标。《火力发电厂生产指标管理手册》(中国电力出版社,
表2加装
胶球清洗装置前后凝汽器参数变化
 时间 凝汽器端差
(℃) 凝汽器端差平均值(℃) 改造前后端差变化值(℃) 凝汽器真空
(kPa) 凝汽器真空平均值
(kPa) 改造前后真空变化值(kPa)
改造前 2013年6月 8.98 9.09 -2.12 92.83 94.86 0.15
 2013年7月 7.86   92.77  
 2013年8月 7.98   92.48  
 2013年9月 8.24   93.03  
 2013年10月 8.20   93.90  
 2013年11月 8.49   94.45  
 2013年12月 9.91   96.99  
 2014年1月 10.84   97.83  
 2014年2月 10.79   97.41  
 2014年3月 9.63   96.88  
改造后 2014年6月 8.12 6.98  92.06 95.01 
 2014年7月 8.88   92.27  
 2014年8月 5.87   92.97  
 2014年9月 5.93   93.82  
 2014年10月 6.61   94.70  
 2014年11月 6.80   95.76  
 2014年12月 8.23   95.92  
 2015年1月 7.15   97.55  
 2015年2月 6.15   97.57  
 2015年3月 6.01   97.46  
       数据显示,端差每降低1℃,热耗减少约0.3~0.5%。#5机2013年的供电量为2.02×106MWh,供电煤耗为335.74g标煤/kWh。以2013年的供电量和供电煤耗为参照,测算#5机加装胶球清洗装置后一年内节约的标煤为:节约标煤=供电量×供电煤耗×端差降低值×热耗减少百分比=2.02×106MWh×335.74g/kWh×2.12℃×0.3%/℃=4313t(注:热耗减少百分比按保守值0.3%计算)按标准煤价格750元/t计算,节省的燃料费用为:节省燃煤费用=节约标煤数量×标煤价格=4313t×750元/t=323.5万元由上述测算结果可知,加装胶球清洗装置后节省的燃煤费用较为可观,为机组的节能降耗运行发挥了重要作用。

 
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