200MW机组原设计的凝汽器胶球清洗系统存在的问题,提出了解决办法,并分析了改造后取得的效益,对投产有一定年限的机组胶球清洗系统的改造具有借鉴意义。湖北华电黄石发电股份有限公司209号机组汽轮机为东方汽轮机厂生产的N20012.7/535/5354型三缸二排汽凝汽式汽轮机,于1993年7月投产发电。自机组投运以来一直采用胶球清洗系统对凝汽器铜管进行清洗,近几年收球率较低,仅为50%左右,无法达到清洗效果,胶球清洗设备长期处于闲置状态。黄石发电股份有限公司凝汽器循环水方式为开式循环,从长江取水,水质相对较差,机组运行中无有效的凝汽器清洗方法使凝汽器换热效率下降,影响机组出力。为了保持凝汽器铜管有较高的清洁系数,减轻铜管的结垢,提高传热效率,保证凝汽器真空度,提高机组效益,必须解决胶球清洗系统长期不能正常投运的问题。
胶球清洗系统技术改造
1.1209号机胶球清洗系统现状与存在的问题收球网收球率低;
由于循环水为开式循环,有虹吸现象,原胶球泵功率、流量、扬程均偏小。
胶球的质量一般应符合下列要求:
(1)材料弹性要好,不易撕裂和有粒屑脱离,多孔均匀;
(2)形状2圆1而规矩,不圆度2的误差在0.5mm以内;
(3)胶球预先在水中浸泡24～48h后再投用;浸泡后应能分层悬浮。
原来采用的是国产硬质胶球,不能达到标准。
胶球清洗系统管道布置和凝汽器水室涡流问题,根据现场勘察胶球系统管道需要略做调整即可。
流速和虹吸问题,由于黄石发电股份有限公司循环水流速为1.1m/s,偏小,虽有虹吸现象,但虹吸负压不大,问题不大。
1.2胶球清洗系统改造
通过调研、分析、比较,黄石发电股份有限公司决定采用上海鼎革电力设备有限公司的专利产品HQWF1400型旋摆自锁式收球网及胶球泵等相关附属设备(见图1)。2006年3～4月,利用209号机大修对原凝汽器胶球清洗系统进行了技术改造。
图旋摆自锁式收球网工作图
收球网安装形式:立式,收球网筒体直径×壁厚:1420×10。
材料:网板框架、心轴、曲柄轴、楔形栅条等内部
材料采用1Cr18Ni9Ti,筒体Q235A+防腐。
胶球泵流量:100m3/h;扬程:22m;功率:15
kW。为节约现有资源,新系统将沿用老系统的收球筒、控制柜,仅将原来的手动门更换成电动球阀。
改造前、后系统图见图2。
图2改造前、后系统图
1.3旋摆自锁式收球网与其他结构技术收球网的结构及使用性能比较
为克服现有收球网存在的缺点,上海鼎革公司在设计上将活动型栅格网板收球网(倒V字活动收球网)与平面铰链四杆机构组合起来,构成新的旋摆自锁式收球网,实现了收球和网板反冲洗工况,并确保在收球工况网板与筒体密合无漏球现象。
设计上应用新的旋摆原理、新材料、新结构,将活动型栅格收球网设计为平面四杆机构,组成全新的“旋摆自锁式收球网”(见图1)。在双网板支撑轴的下部采用曲柄连杆机构推拉操纵网板,在收球工况时,执行机构带动网板旋摆一定角度,达到运行工况的极限位置,将筒体整个截面遮挡;在非运行工况时,执行机构带动网板旋摆回到上述角度,即与水流平行的极限位置,使水流对网板进行反冲洗及减少水阻,这个平面四杆机构能够起到支撑、定位、闭锁网板的作用,下段网板不再是悬臂梁,同时网板旋摆的两个极限位置正是死点位置,机构自锁而网板不动,从而实现了收球网的可靠性功能。因此不存在因水流冲力而产生的网板变形而逃球的问题。
网板的不锈钢片与下横行骨架条以嵌槽并用氩弧焊焊接组成一个整体,大大提高了网板的强度和刚性,经久耐用。
收球网与筒体密合力大,机构自锁,可靠地实现了功能。传动轴和承重轴分开,受力合理。采用铰链四杆机构,在两个极限位置时连杆与曲柄共线,为机构死点位置,机构自锁,此时,不论加在网板上作用多大的力,则网板不会移动,可靠实现收球和清洗功能。
传力性能好,满足了最小的传动角γ≥50°,保证了良好的传力性能。
收球网采用楔型焊接条,表面平整光滑,不卡球、不夹球,水阻低。所有片、条、梁等零件的迎水面都经过倒角或拉成圆弧角并打磨光滑,水阻小,不挂丝、毛垃圾。
收球率高≥95%,并且收球率长期保持稳定。
胶球清洗效益分析及结论
胶球清洗、胶球清洗系统改造后于2006年5月调试正常投入系统运行,黄石发电股份有限公司全程跟踪了收球网收球的情况(见表1)。
表1胶球清洗系统改造后收球率统计表
甲侧 乙侧
序号投球日期收球投球收球收球投球收球备注数数率/%数数率/%
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
200606179179869390897693.3两天甲侧平均收球率乙侧平均收球率
98% 96%
备收球率有大于100%的情况,原因是上次所投运的胶球卡在某注个部位,本次被循环水冲了出来
1台200MW机组,每年至少要进行2次高压清洗,需组织30人倒三班捅刷3天;现采用胶球清洗(采用旋摆式自锁式收球网),只要进行胶球系统正常维护就可以了。
若用人工清洗则停机损失约为500万元/a。
而整个技改投入不到30万元,胶球清洗系统改造后经济效益十分明显。
旋摆自锁式收球网是一种新型的收球网,收球率可达95%以上,值得在电厂进行推广。
