火力發(fā)電廠凝汽式汽輪機(jī)的真空對(duì)機(jī)組的安全性、經(jīng)濟(jì)性有著舉足輕重的影響。而在運(yùn)行過程中，機(jī)組經(jīng)常會(huì)遇到真空逐漸下降的問題，尤其是在夏季，凝結(jié)器真空對(duì)汽輪機(jī)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性影響更為明顯，如其它條件不變，真空每上升1kPa ，汽輪機(jī)的熱耗率上升約1%，機(jī)組供電煤耗約增加3g/kwh。這不僅使機(jī)組能耗上升，影響機(jī)組經(jīng)濟(jì)性，還會(huì)威脅機(jī)組安全，嚴(yán)重時(shí)還要降低發(fā)電負(fù)荷。導(dǎo)致真空下降的一個(gè)主要原因是凝結(jié)器冷卻管內(nèi)壁的污垢，隨著運(yùn)行時(shí)間的推移，冷卻管內(nèi)的污垢會(huì)阻礙凝汽器冷卻管的換熱。
目前在線處理方法主要是投用凝汽器膠球清洗裝置。凝汽器膠球清洗裝置的工作原理是：在機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，把密度與水相近的海綿膠球(用天然橡膠或合成樹脂制成)裝入收裝球室后，啟動(dòng)膠球泵將膠球用比循環(huán)水壓力高的水流送人凝汽器水室。膠球直徑雖比銅管內(nèi)徑大1～2mm，但因?yàn)槭嵌嗫兹彳浀膹椥泽w，容易被水流帶人冷卻管，并被壓縮成卵形。膠球在行進(jìn)過程中抹去管壁上的污垢，流出管壁時(shí)，依靠自身的彈力彈掉表面的污垢。工作過的膠球被凝汽器出口管道的收球網(wǎng)從水中分離出來，經(jīng)膠球泵升壓后再次打入凝汽器進(jìn)水管道。膠球系統(tǒng)流程為：收球網(wǎng)→膠球泵→裝球室→循環(huán)水進(jìn)水管→進(jìn)水室→冷卻管→回水室→收球網(wǎng)。
1、膠球系統(tǒng)的常見問題
由于種種原因，多數(shù)電廠膠球自動(dòng)清洗裝置的使用狀況都不太理想，設(shè)備、運(yùn)行、維護(hù)和管理等存在的問題，都導(dǎo)致膠球清洗裝置無法正常運(yùn)行，歸納起來主要原因有：
（1）收球率低。根據(jù)DL/T 581-95 規(guī)定，正常投球量為凝汽器單側(cè)單流程冷卻管根數(shù)的7％－13％。以某300MW機(jī)組凝汽器為例，兩側(cè)凝汽器合計(jì)有19520根冷卻管(單側(cè)單流程有4880根冷卻管)，以單側(cè)單流程的10％計(jì)算，膠球清洗裝置一般投球500個(gè)。膠球系統(tǒng)運(yùn)行一段時(shí)間后，收球率一般都在50－80％之間。造成收球率低的主要原因是：在循環(huán)中，有些球躲在水室或管道的
死角位置不參與循環(huán)；收球?yàn)V網(wǎng)網(wǎng)板變形或者接縫不嚴(yán)密，球容易從接縫位置溜走。長期的收球率偏低，不僅增加了膠球的大量耗費(fèi)，而且還容易造成膠球清洗裝置的非正常停運(yùn)。
（2）系統(tǒng)投用率低，設(shè)備可靠性差。膠球清洗裝置的閥門、收球網(wǎng)、控制系統(tǒng)等經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)故障，這既增加了運(yùn)行、維護(hù)人員的工作量，又無法保證膠球系統(tǒng)的正常清洗效果。
2、一種新型膠球裝置
為了改善目前膠球清洗裝置存在的問題，浙江省內(nèi)某電廠利用機(jī)組檢修機(jī)會(huì)，對(duì)原有的膠球系統(tǒng)進(jìn)行了替換改造，現(xiàn)在使用的是采用以色列技術(shù)制造的CQM膠球清洗裝置，該膠球系統(tǒng)采用創(chuàng)新性設(shè)計(jì)，操作簡單、清洗、設(shè)備運(yùn)行可靠。
2.1 CQM膠球系統(tǒng)的特點(diǎn)
CQM膠球系統(tǒng)主要有以下幾個(gè)特點(diǎn)：
（1）單次膠球噴射量大，多次循環(huán)后能使所有管道被清洗。相比國內(nèi)膠球系統(tǒng)單次投球量，CQM膠球裝置突出特點(diǎn)是采取了單次大劑量膠球噴射的方法，在裝球室一般投用3000－5000個(gè)球。以每次投用4000個(gè)球，上述300MW凝汽器單側(cè)單流程冷卻管4880根為例，一次噴射就可以保證82％左右的冷卻管都受到清洗。由于投球數(shù)量大，膠球可以同時(shí)到達(dá)中部和周圍的管道，幾乎可以覆蓋整個(gè)凝汽器銅管，有效避免了清洗死角的問題，在多次循環(huán)后能使所有管道都能夠被清洗。
（2）按科學(xué)設(shè)計(jì)的時(shí)間間隔，不間斷循環(huán)冷凝管內(nèi)的膠球，以達(dá)到在不使用化學(xué)劑的前提下清除結(jié)垢和其他沉淀積物的目的，保證每根支管道均能被清洗到位，從而達(dá)到清潔冷凝器的目的。
（3）*的收球網(wǎng)設(shè)計(jì)，避免了收球網(wǎng)開合操作。使膠球可以做到零逃逸，確保
收球、清洗效果。
（4）使用簡單維護(hù)便捷。采用設(shè)備材料，免除零配件更換，保證清洗裝置可以長時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行。控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)運(yùn)行，隨時(shí)監(jiān)測(cè)到系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)及效果。*的設(shè)計(jì)理念，使維修保養(yǎng)也更加便利。
2.2 CQM膠球經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)
為了比較CQM膠球系統(tǒng)投用以后的實(shí)際效果，我們?nèi)×薈QM膠球投用前后兩次大修周期內(nèi)的凝汽器運(yùn)行數(shù)據(jù)，采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法，對(duì)凝汽器運(yùn)行相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行了歸納，比較凝汽器端差在兩次大修周期內(nèi)的變化趨勢(shì)，對(duì)膠球系統(tǒng)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)。由于時(shí)間跨度長，數(shù)據(jù)量龐大，我們根據(jù)機(jī)組循環(huán)水泵的實(shí)際運(yùn)行方式，結(jié)合不同的進(jìn)口水溫，對(duì)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分類組合，對(duì)每個(gè)不同的組合進(jìn)行分類對(duì)比。
通過以上八個(gè)分段工況的凝汽器端差數(shù)據(jù)比較可以看出，使用CQM膠球清洗裝置后，在相同循環(huán)水進(jìn)水溫度條件下，各不同負(fù)荷運(yùn)行工況，凝汽器端差均有較明顯的下降。通過更加的清洗，凝汽器冷卻管換熱效果得以改善。
凝汽器換熱端差降低，使凝汽器真空上升，會(huì)帶來機(jī)組供電煤耗降低，機(jī)組經(jīng)濟(jì)性提高。我們以其中一個(gè)樣本點(diǎn)為例，計(jì)算節(jié)省的標(biāo)煤。
采樣時(shí)間： 04:00-04:05
機(jī)組負(fù)荷：184.02MW
排汽溫度：25.11℃
循環(huán)水進(jìn)水溫度：9.98℃
循環(huán)水出水溫度：18.85℃
循環(huán)水運(yùn)行方式：兩機(jī)兩泵
依據(jù)循環(huán)水進(jìn)水溫度以及循環(huán)水泵運(yùn)行方式，可判斷此采樣點(diǎn)處于兩機(jī)兩泵循環(huán)水進(jìn)水溫度10℃以下區(qū)域，根據(jù)端差比較曲線，該采樣點(diǎn)凝汽器端差降低1.05℃，進(jìn)而計(jì)算出該負(fù)荷點(diǎn)下凝汽器背壓降低0.19kPa，依據(jù)凝汽器排汽量、排汽壓力、熱耗率修正之間的關(guān)系曲線，可得由于排汽壓力降低0.19kPa引起的機(jī)組熱耗率下降率為0.218％。由于機(jī)組熱耗率與供電煤耗是同比例變化，供電煤耗下降率也是0.218%。再根據(jù)負(fù)荷與供電煤耗的關(guān)系曲線，進(jìn)而計(jì)算得到該樣本周期內(nèi)節(jié)約的標(biāo)煤為0.011噸。
其余樣本點(diǎn)可類似計(jì)算，計(jì)算一年時(shí)間內(nèi)的運(yùn)行樣本數(shù)據(jù)，可得全年時(shí)間內(nèi)節(jié)省的標(biāo)煤。對(duì)凝汽器端差降低帶來的煤耗下降進(jìn)行測(cè)算（標(biāo)煤價(jià)格按照800元/噸計(jì)算），節(jié)能結(jié)果如下：全年可節(jié)省標(biāo)煤約1290噸，節(jié)能收益約103.2萬元。
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