膠球清洗裝置-電廠300MW機組凝汽器膠球清洗裝置改造安裝效果及經(jīng)濟效益好處分析

    膠球清洗裝置-電廠300MW機組凝汽器膠球清洗裝置改造安裝效果及經(jīng)濟效益好處分析。結(jié)合機組案例，針對電廠#5機組凝汽器膠球清洗裝置在投運過程中出現(xiàn)的問題展開分析，并實施一系列改造方案，特別是對系統(tǒng)中的收球網(wǎng)的具體情況進行了詳細深刻的分析，實踐表明，施行的方案是可行而有效的,并取得明顯的效果。

1膠球清洗裝置概述

     電廠#5機裝機容量300MW,機組原先配裝了凝汽器膠球清洗裝置，但因收球率低、設(shè)備本身存在諸多缺陷等原因,一直無法投用，加之運行水阻大，不得不將其拆除。電廠循環(huán)冷卻水取自于珠江入海口，含泥量大,極易在凝汽器冷卻管內(nèi)壁粘附淤積，致使凝汽器清潔度降低，換熱效果變差,端差升高，真空度降低，汽輪機出力下降，機組熱耗也隨之增加。

為積極開展節(jié)能降耗工作，電廠提出了在#5機上重新加裝膠球清洗裝置的計劃,2012年6月投入運行。裝置自投運以來，各項性能考核指標均優(yōu)于預期，運行穩(wěn)定，工作可靠,節(jié)能降耗效果也較為顯著。

2膠球清洗裝置簡介

     凝汽器膠球清洗裝置主要由收球網(wǎng)、膠球輸送泵、裝球室、程控裝置等設(shè)備組成。它借助水流的作用，將大于凝汽器冷卻管內(nèi)徑的海綿橡膠球擠過冷卻管，對冷卻管進行反復循環(huán)擦洗。釆用膠球清洗裝置(如圖1所示)可在機組不停機、不減負荷的情況下清洗凝汽器冷卻管內(nèi)污垢，降低凝汽器端差，提高凝汽器真空度和汽輪機熱效率。

3膠球清洗裝置改造內(nèi)容

3.1膠球清洗裝置設(shè)備選型

     膠球清洗裝置設(shè)備選型是本次改造項目能否成功的關(guān)鍵，經(jīng)廣泛調(diào)研和充分的比較、分析，終選用江蘇電力裝備有限公司提供的產(chǎn)品,該公司產(chǎn)品具有以下特點：

收球網(wǎng)(如圖2所示)。

     收球網(wǎng)釆用當今主流技術(shù)一活動柵格分流型結(jié)構(gòu)，兩片網(wǎng)板呈型(倒V型)布置，膠球向兩側(cè)分流，順勢而下，自然流暢。

     兩片網(wǎng)板共用一套驅(qū)動裝置。該驅(qū)動裝置由一臺多回轉(zhuǎn)電動執(zhí)行機和一套傳動機構(gòu)組成,傳動機構(gòu)具有顯著增力和可靠自鎖功能，且能對兩片網(wǎng)板的啟閉角度分別進行精確的微調(diào),確保兩片網(wǎng)板均能啟閉到位并適當張緊。

     網(wǎng)板上表面與筒壁接合部位設(shè)有垂直圍帶，消除了網(wǎng)板與筒壁之間的尖銳死角，防止膠球在此卡滯、堆積。

     筒壁上設(shè)有高效的導流元件，在網(wǎng)板下部出球位置形成紊流，改善膠球出球方向，增大膠球流出動能。

     膠球引出口釆用漏斗形設(shè)計,增大出球空間，確保不堵球、不搭橋，膠球流出更順暢。

膠球輸送泵。

     為臥式、單級、端部吸入式、垂直中分面離心泵，葉片數(shù)量少，流道寬,保證滿足膠球的通流，不會損傷膠球。

     揚程高(H=18m)、流量大(Q=66m3/h).提供膠球回收和投注所需的足夠能量。

     允許吸上真空度大(6m)、抗汽蝕性能優(yōu)良,使用壽命長。

(3)裝球室。

     ①釆用上部切向進水、下部中心出水結(jié)構(gòu)，在裝球室內(nèi)形成穩(wěn)定的下旋渦流，使膠球更易送出。

     ②切換閥為電動控制，能夠?qū)崿F(xiàn)收球、運行和換球三種位置的切換功能。

進口處設(shè)有止回閥片，防止水流和膠球倒流。

3.2膠球清洗裝置材質(zhì)選用

     電廠循環(huán)冷卻水源取自于珠江入海口，是典型的咸淡水交替特質(zhì)，對水工鋼結(jié)構(gòu)和設(shè)備有較強的侵蝕作用。因此改造項目要求所有與海水接觸的設(shè)備和零部件均釆用耐海水腐蝕性能優(yōu)良的316L奧氏體不銹鋼制造，包括收球網(wǎng)殼體和網(wǎng)板、膠球泵葉輪和泵殼、裝球室殼體和網(wǎng)籃、膠球輸送管道和閥門等。

3.3膠球清洗裝置安裝布置

     收球網(wǎng)布置于凝汽器出水管的垂直管段上，并盡可能遠離彎頭,讓水流在收球網(wǎng)內(nèi)的分布盡量均勻；收球網(wǎng)的安裝方位要求為：兩根網(wǎng)板支撐軸與彎頭中心面平行，從而使兩片網(wǎng)板分流的水量相等，受力達到平衡，兩根膠球引出管的流量也能保持相等。

     膠球輸送泵布置于凝汽器底部的平臺上，泵入口標高低于收球網(wǎng)膠球引出口標高，膠球流動順暢，也進一步提高了泵的抗汽蝕性能。

凝汽器每根進水管上設(shè)置兩根投球管，并盡可能遠離凝汽器水室進口；投球口*循環(huán)水流方向布置，以便于膠球擴散和均勻分布。

（4）優(yōu)化膠球管路布置，盡量減少彎頭和管路長度，減小運行水阻。

4膠球清洗裝置運行管理改進措施

     （1）鑒于電廠循環(huán)水質(zhì)比較差、收球網(wǎng)需要定期打開反沖洗的要求，膠球清洗裝置釆用定時運行方式:每隔8h自動運行一次,其中投球清洗lh,回收膠球lh,收球網(wǎng)打開反沖洗6h；累計運行達42次（14s）時，清點和更換膠球一次。

     （2）投球數(shù)量為凝汽器單側(cè)單流程冷卻管數(shù)量的14%,計算值約為700個。

     （3）制定嚴格的運行管理制度，由人負責，落實到班組，每班均對膠球裝置的運行狀況進行巡檢。

5膠球清洗裝置改造效果

     （1）膠球清洗裝置自調(diào)試投用以來，已累計運行10個月以上,各項性能考核指標優(yōu)良：收球率平均值在98%以上,收球網(wǎng)水阻小于3kP,設(shè)備運行穩(wěn)定，未岀現(xiàn)故障和缺陷（見表1）=

表1膠球清洗裝置運行記錄（2013年3、4月份）

投球時間 投球數(shù)量 點球時間 收球數(shù)

量 運行次數(shù) 收球

率 球率

側(cè) 2013-3-14 700 2013-3-28 458 14dx3次/d=42次 99.0% 98.65%

2013-4-11 700 2013-4-25 349 14dx3次/d=42次 98.3%

B側(cè) 2013-3-14 700 2013-3-28 452 14dx3次/d=42次 98.9% 98.6%

2013-4-11 700 2013-4-25 341 14dx3次/d=42次 98.3%

注，<收球散量根球教量〉辰1??

     （2）將膠球清洗裝置改造前后各10個月的凝汽器運行參數(shù)進行對比分析（見表2）,可以看出凝汽器端差平均降低了約2.12Y,真空平均提高了約0.15kP。端差降低較為顯著,說明凝汽器換熱性能得到改善;真空的提高幅度不大，這應是受到了其它一些因素干擾,如機組真空系統(tǒng)嚴密性變差、抽氣器抽氣能力下降等。電廠擬在后續(xù)工作中對機組真空系統(tǒng)嚴密性作一次全面、細致的檢查，對抽氣器的工作性能進行改進，以進一步提高凝汽器真空度。

     （3）2013年1月底電網(wǎng)線路改造停機期間對凝汽器冷卻管進行了檢查，其內(nèi)壁潔凈無污垢，說明膠球清洗作用明顯。清潔的冷卻管無疑提高了凝汽器換熱效率。

6膠球清洗裝置經(jīng)濟效益分析

     凝汽器端差是反映凝汽器換熱性能的關(guān)鍵指標，也是直觀的指標。《火力發(fā)電廠生產(chǎn)指標管理手冊》（中國電力出版社，

時間 端差（幻） 凝汽器端差平均值（乞） 改造前后端差

變化值（Y） 真空(kP) 凝汽器真空平均值（kP）

2011年6月 8.98 92.83

2011年7月 7.86 92.77

2011年8月 7.98 92.48

2011年9月 8.24 93.03

2011年10月 8.20 9.09 93.90 94.86

2011年11月 8.49 94.45

2011年12月 9.91 96.99

2012年1月 10.84 97.83

2012年2月 10.79 97.41

2012年3月 9.63 -2.12 96.88

2012年6月 8.12 92.06

2012年7月 8.88 92.27

2012年8月 5.87 92.97

2012年9月 5.93 93.82

2012年10月 6.61 6.98 94.70 95.01

2012年11月 6.80 95.76

2012年12月 8.23 95.92

2013年1月 7.15 97.55

2013年2月 6.15 97.57

2013年3月 6.01 97.46

表2加裝膠球清洗裝置前后凝汽器參數(shù)變化

0.15

改造前

改造后

膠球清洗裝置改造前后真空變化值（kP）

     2007年3月一版）中數(shù)據(jù)顯示，端差每降低1無,熱耗減少約0.3~0.5%。#5機2011年的供電量為2.02xl06MWh,供電煤耗為335.74g標煤/kWh。以2011年的供電量和供電煤耗為參照，測算#5機加裝膠球清洗裝置后一年內(nèi)節(jié)約的標煤為：

     節(jié)約標煤=供電量x供電煤耗x端差降低值x熱耗減少百分比=2.02x106MWhx335.74g/kWhx2.12TxO.3%/%；=4313t

（注:熱耗減少百分比按保守值0.3%計算）按標準煤價格750元/t計算,節(jié)省的燃料費用為：節(jié)省燃煤費用=節(jié)約標煤數(shù)量x標煤價格=4313tx750元/t=323.5萬元

     由上述測算結(jié)果可知，加裝膠球清洗裝置后節(jié)省的燃煤費用較為可觀,為機組的節(jié)能降耗運行發(fā)揮了重要作用。