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冷凝器的克星,胶球清洗装置
文章来源:未知      发布者:admin
     冷凝器胶球清洗装置可以实现在线自动清洗凝汽器冷却管内壁,从而提高冷却管清洁度,改善凝汽器真空, 降低发电煤耗,避免垢下腐蚀,延长冷却管的使用寿命。所以胶球清洗装置是提高火力发电机组热效率的重要设备。但是目前国内电厂胶球清洗装置大部分没有发挥出应有的作用。本文全面分析了影响胶球清洗效果的因素,提出了改善胶球清洗效果的措程度不同的污染现象,使得凝汽器的真空下降,机组的循环热效率降低,从而影施,为电厂运行人员提供了参考。
 
     现在各个电厂的凝汽器都存在着响到了机组的安全性和经济性。为了维持机组在较好的真空下工作,大多数电厂都采用胶球自动清洗装置来减轻或消除凝汽器的污垢。
 
     冷凝器胶球连续清洗装置是50年代初在德国zui先研制成功的,其基本工作原理是在运行的凝汽器冷却管中投入一定数量的胶球,使它们连续地在冷却管内循环流过,对冷却管内壁起到了清洗作用。该清洗方式有很多其它方式无法取代的优点。如人工停机刷洗,需要减负荷或停机进行,并且工人的劳动强度较大;酸洗法虽然清洗比较干净,但会对管壁造成损伤,而且造价也高 ;采用高压水冲洗、干洗或射丸清洗时,需要停机进行,影响了电厂的正常生产,而且在很长一段时间内凝汽器处于污染状态下运行。
 
     采用胶球在线自动清洗装置可在汽轮机不减负荷的情况下对凝汽器冷却管内壁的污垢进行清洗,从而提高冷却管清洁度,改善凝汽器真空,降低发电煤耗, 避免垢下腐蚀,延长冷却管的使用寿命。可见,凝汽器胶球清洗装置是提高火力发电机组热效率的重要设备。但是,由于选用胶球、清洗装置、冷却水、凝汽器结构等方面的影响,目前国内大多数电厂胶球清洗装置没有发挥出应有的作用。随着各个电厂对经多,也就是说西德胶球的吸水性要比焦作胶球好。另外,西德胶球的直径要比焦作胶球大一毫米左右。这些因素导致二种胶球的清洗效果有很大差别,

 
     所示曲线是在di一次实验中,使用焦作胶球清洗时污垢热阻随清洗时间的变化曲线,很显然,污垢热阻没有下降的趋势,说明清洗效果不理想 ;图 2 和图 4 所示是di二次实验中采用西德胶球清洗时污垢热阻的变化曲线,污垢热阻有一个明显的下降趋势,说明清洗起到了应有的作用。这些都说明了胶球直径和湿态密度对清洗过程确实有着重要的影响作用。
 
     应该说,只有在了解了换热面所结污垢类型及其特性以及冷却水的密度后,再进行胶球的选择,这样才能保证所选胶球的合理性和实用性。一般对于质地较软的污垢来说,胶球直径应该比管内径大 1 ~ 2 mm。此时,胶球对管内壁的摩擦作用较强,而且不容易发生胶球的堵塞问题。但对于质地较硬的污垢来说,所选用的胶球直径应稍小于管内径,否则易造成胶球在冷却管内的堵塞。胶球在冷却管内的运动是靠冷却水的流动压头来推动的,一般流动压头很小, 为 19.6 ~ 39.2 kPa 左右。若胶球的尺寸大于管内径, 再加上所结硬质垢的表面是很粗糙的,那么胶球就很容易被大量堵塞在冷却管中,既影响了冷却水的正常流动,又影响了胶球的回收,造成不良后果。
 
     在充分了解冷却水性质的情况下,选用胶球的湿态密度应与冷却水的密度相差不多。从运行的角度来看,如果胶球湿态密度分布是以冷却水密度为数学期望且均方差很小的正态分布,那么胶球在水室内就能基本上实现均匀分布,从而使每根管被清洗的几率近乎相同。这和文献中所规定的胶球湿态密度范围0.95 ~ 1.16 g/cm3 是一致的。当然,严格一点讲,还应该要求湿态密度分布的均方差应小于某一数值,但这个数值要通过技术经济分析来确定。
 
     案例:某电厂所用两种胶球物性的对比
 
 
     案例:该电厂采用海水作为冷却水,管内壁污垢大都是一些微生物、藻类、小贝壳、小鱼虾、泥沙以及盐类的混合物,但盐垢所占比例较小,其质地较软, 而且有滑腻的手感。在这种情况下,采用直径比管内径大 1 ~ 2 mm 的胶球来清洗冷却管的话,效果会好一些。西德胶球正好符合这一条件,其平均直径比管内径大一毫米多,保证了对管内壁进行必需的清洗, 而且发生堵球的可能性较小。但焦作胶球的平均直径稍小于管内径,胶球对管内壁的摩擦作用较弱,起不到应有的清洗作用。
 
     另外,西德胶球用自来水充分浸泡后的平均湿态密度和水的密度相差不多,那么当在海水中充分浸泡后的密度就应该和海水的密度也相差不多,从而胶球进入凝汽器水室后在冷却水是均匀分布的,保证了每根管都有相同的被清洗几率, 即胶球进入每根管子的几率相同。焦作胶球的湿态密度较小,使得胶球主要分布在水室的上部,凝汽器上层冷却管的被清洗几率比中、下层管子的大。在这些因素的综合作用下,西德胶球的清洗效果理所当然要比焦作胶球的好。
 
     胶球的特性不仅影响清洗的效果,而且能影响胶球的回收,当然,二者是统一的。所选用胶球的湿态密度、直径、胶球的粘性、胶球的软硬都会对收球率产生影响。例如,若胶球湿态密度较小,则胶球容易积聚在凝汽器水室的上部,只有少量胶球在冷却管内循环,影响了胶球的回收;若胶球湿态密度较大时,胶球大多数沉积在水室的下部,也只有少数球参与循环,影响收球率 ;若所选胶球直径较大时, 由于胶球在管内的推动力是冷却水的压差,比较小, 所以胶球容易堵塞在管内,造成球的回收率下降 ; 若球的粘性较大时,球极易与收球网表面或管内壁、管板等粘住,影响收球率 ;若胶球较软时,易使球被其所经过设备上的一些毛刺等制造留下的痕迹所挂住,影响收球率。
 
胶球清洗装置对清洗效果的影响
 
     胶球清洗装置的合理与否对清洗效果也有很大的影响,其主要影响胶球的回收率。胶球回收率从一个侧面反映了胶球清洗装置的运行状况和清洗效果。收球率高表示系统运行正常 ,单位时间内通球数多,因而清洗效果好。一般认为收球率应高于90%。收球率低或较快地降低,不仅造成补球量增大,而且有可能堵塞冷却管和收球网,当然也意味着清洗效果差。经验表明,收球率高低也是决定胶球清洗效果好坏的一个关键因素。实际上,有相当一部分电厂就是因为收球率过低而停用了胶球清洗系统。
 
收球网对收球率的影响
 
     收球网是胶球清洗装置的主要设备,它的作用是将通过凝汽器的胶球收集起来,进行再循环,因此, 其性能和质量的好坏直接影响收球率的高低。
 
     收球网活动网板与筒内壁及固定网板的间隙大小对收球率有较大影响。有些收球网由于生产厂家的制造质量原因而导致间隙较大,冷却水中的杂质容易在此卡住,或由于反冲洗后网板不能恢复到原位及卡轴板螺栓松动等原因都可能造成间隙过大,引起跑球。
 
     收球网网板倾斜角度大小也是应考虑的因素之一,其角度应根据冷却水流速大小进行设计。如角度太大,易使胶球卡在网板栅格间隙中,造成积球, 难于循环,而在收球网反冲洗时,随水流而去。收球网网板的生锈也会影响到胶球的回收。因为生锈后,网板表面变得较粗糙,容易挂球,使回收的胶球数量减少。收球网底部小网的积球也会影响胶球的回收率。这种现象主要发生在安装于有负压的出水管中的收球网,其与水泵的吸上真空高度密切相关。另外,由于收球网设计不合理而导致网内水流产生旋涡时,会使胶球跟着水流在网内打旋,影响胶球的回收。
 
胶球泵对收球率的影响
 
     胶球
 
胶球泵是胶球再循环的动力设备,其性能的好坏直接影响着收球率的高低。机组夏天运行时,由于凝汽器冷却水水量加大,入口压力增高,造成胶球泵出力不够,影响胶球的回收。
 
     胶球泵的吸上真空高度对泵的工作有很大的影响,从而对胶球清洗产生间接的影响。若泵的流量增大,会使吸上真空高度降低,泵入口处的温度已升高的冷却水就容易产生汽化,使胶球泵不能正常工作; 在开式系统中,若泵的几何安装高度过高,也会降低吸上真空高度 ;若泵进口管路长,管径小及阀门弯头多等因素引起管阻增大,同样也会降低吸上真空高度。这些因素都能影响泵的正常工作,进一步对清洗系统的工作产生影响。
 
冷却水系统对清洗效果的影响
 
     first冷却水中杂质的影响。许多资料显示 ,由于一、二次滤网的过滤不严或性能较差,不能将冷却水过滤干净,致使各种杂物进入凝汽器水室内,有的封住冷却管进口,有的堵在冷却管内,有的堆在收球网板上,这些都影响了胶球的通过,造成收球率下降,影响了清洗效果。
 
     对于北方的电厂,因为冬季时北方寒冷的气候常常容易使冷却塔结冰,在打冰时, 常会将冷却塔填料层破坏,小快的填料就随冷却水进入凝汽器,堵塞管子或在收球网内堆积,影响了胶球的通过,从而导致清洗效果的下降。对海水冷却的机组,由于海水中含有的大量贻贝胚胎穿过一、二次滤网,附在管道和管板上,成熟后与管壁分离,堵在冷却水管中,直接影响胶球通过,造成收球率下降。以天津地区沿海电厂冷却水情况为例,每年 4 ~ 11月是海洋生物的繁殖和活动期,特别是 6 ~ 8 月份, 是海洋生物的高速繁殖和生长期,如不采取措施,半个多月就可将凝汽器大部分冷却管堵塞,造成收球率下降甚zhi收不回 。
 
     其次是冷却水水量及其出入口压差较小时,会引起胶球通过凝汽器冷却管困难,堵在管内,此种情况多发生在冬季运行的机组中。因为冬季环境温度较低,冷却水入口温度也相应的比较低,在这种情况下,所需要的冷却水水量就少,其出入口压差也较小。
 
凝汽器结构及冷却管对清洗效果的影响
 
冷凝器
 
     凝汽器进口水室存在“死区”或漩涡区,造成胶球在此积聚或打旋。有时水室内连接处还存在缝隙, 由于水流冲击,在此处造成卡球,致使通过冷却管的球量减少,影响收球率。
 
     凝汽器水室上部未充满水,留有气腔,致使胶球浮在上部,造成胶球难以回收,此种情况较多发生在新机组投运时。有时,由于凝汽器水室辅助防水管中的水静止不动形成“死区”,胶球也可能在此积聚。
 
     另外,在双流程的凝汽器中,冷却水进出水室的间隔与端盖的连接处,或与管板的衔接处,往往因制造或检修不注意留下一道狭缝(串缝)。进水室的冷却水就会通过这道狭缝窜到出水室去,这部分水就被“短路”了。当胶球进行循环的时候也有可能有一部分胶球随冷却水流向狭缝,而被卡在狭缝内。有一台汽轮机曾在此处卡了近百个球,经过多次检查才被发现。
 
     凝汽器内冷却管的完整程度以及冷却管伸出管板的长度都对胶球的回收率有影响。若冷却管有扁管或瘪管时,胶球就容易在这些不完整的管子里发生堵塞,从而影响胶球的回收 ;若冷却管伸出管板太长,就容易形成死区,胶球运行到这个区域时,因管口太高,不能顺利参与循环,导致收球率降低。
 
清洗系统的管理对于清洗效果的影响
 
     一般胶球清洗装置经调试收球率达到规定要求后,清洗系统就算合格。但部分电厂由于没有专人负责,且运行无规章制度可循,较长时间不投运清洗系统或清洗系统的投停具有很大的随意性,没有可靠的依据,造成凝汽器冷却管内结垢较严重,当再次投运胶球清洗系统时,易形成胶球积聚,影响收球率, 而且清洗效果也较差。如某一海水冷却电厂,胶球清洗装置由于管理不善,半年多装置都未投运,造成大量海生物繁殖,收球网板上布满海生物,胶球循环管道几乎堵住,致使胶球装置无法运行。
 
     有些电厂的胶球清洗装置缺少日常维护,发现问题不及时处理,没有随机组检修而同时进行检修。如安装在某电厂 600 MWe 机组上的 Taprogge 公司的新型胶球清洗装置也因管理不善,而使收球率降低 。再有就是一些运行人员还没有充分意识到胶球
 
     清洗的重要性,把清洗系统当作是摆设,没有对其进行认真的维护和投运。如在投球时,不按规定要求充分浸泡胶球,使胶球在循环过程中由于密度较小而多数浮于水室的上部,只能对凝汽器上层管束实施清洗,从而对清洗效果产生影响。
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