330MW汽輪機膠球清洗裝置系統(tǒng)改造原因與效果分析

      330MW汽輪機膠球清洗裝置系統(tǒng)改造原因與效果分析，針對發(fā)電廠330MW汽輪機凝汽器膠球清洗裝置收球率低，嚴重影響凝汽器換熱效果的現(xiàn)狀，通過在收球網(wǎng)內(nèi)裝設(shè)擾流子、減少彎頭管路、封堵水室死角等措施，降低了膠球在收球網(wǎng)內(nèi)的擾動強度，減少管道阻力，使膠球按照設(shè)計路徑有效循環(huán)。改造結(jié)果表明：收球率達98%以上，大大改善了凝汽器的工作環(huán)境，確保了汽輪機的安全經(jīng)濟運行。

1膠球清洗裝置存在的問題

      發(fā)電廠1號、2號機組的凝汽器膠球清洗裝置的產(chǎn)品。全套膠球清洗裝置由裝球室、膠球輸送泵、收球網(wǎng)和就地控制柜幾大部件組成。在設(shè)計工況下，使用濕態(tài)直徑比凝汽器銅管內(nèi)徑大(1~2)mm\的清洗用海綿球，保證收球率≥98%。HWX-1800型收球網(wǎng)為漏斗型結(jié)構(gòu)，收球結(jié)構(gòu)為格柵式，收球網(wǎng)網(wǎng)板為雙葉推拉護翼式(漏斗型)組裝式結(jié)構(gòu)。WX-JQ-100型膠球輸送泵采用電動機驅(qū)動、臥式、單級端部吸入式。

      膠球清洗裝置可在機組不減負荷的情況下清洗凝汽器冷卻管，提高凝汽器的傳熱效果，防止汽輪機熱效率因背壓升高而降低，同時可防止冷卻管因結(jié)垢而腐蝕，延長凝汽器銅管的使用壽命，是提高機組循環(huán)熱效率的主要方法之一。

      發(fā)電廠膠球清洗裝置投運(1號機組膠球清洗裝置于2015年元月投運，2號機組膠球清洗裝置于2015年12月投運)起初2個月內(nèi)，膠球裝置運行正常，運行2個月后，收球率就直線下降，1號機組收球率幾乎降至0,2號機組收球率為20~30%,收球率較低，使該設(shè)備一直不能正常投運，對凝汽器的安全經(jīng)濟運行構(gòu)成了嚴重威脅。經(jīng)設(shè)備廠家多次調(diào)試投運1號、2號機組膠球清洗裝置，到2017年元月也未解決上述問題。

2收球率低的原因分析

      為了早日將1號、2號機組膠球清洗裝置正常投入運行，2017年公司通過科技立項門成立攻關(guān)小組以期解決該問題。利用停機檢修機會對該設(shè)備多次檢查，結(jié)合同類型機組膠球清洗裝置投運的情況，對1號、2號機組膠球清洗裝置的系統(tǒng)和設(shè)備本身，反復(fù)試驗投運，找出問題的癥結(jié)所在。

      1)冷卻塔填料中及循環(huán)水泵入口清污機檢查未發(fā)現(xiàn)有大量膠球，說明膠球一直留在循環(huán)水室內(nèi)，并未穿過收球網(wǎng)。利用機組停運對收球網(wǎng)進行檢查，進一步確認收球網(wǎng)是嚴密的。

      2)在2016年10月29日2號機組小修中，通過打開凝汽器人孔檢查凝汽器循環(huán)水室進口水室管板和回水室管板發(fā)現(xiàn)有大量膠球存在。膠球主要粘在或卡在進出口水室的流程隔板與水室蓋及管板的銜接處的狹縫及死角。1號機組同樣存在這種現(xiàn)象。

      3)對1號機組收球網(wǎng)進行檢查發(fā)現(xiàn)收球網(wǎng)的柵格上卡有部分膠球，膠球在收球網(wǎng)上已變形，卡粘的膠球已使得凝汽器循環(huán)水出口壓力上升0.02MPa?此外收球網(wǎng)底部膠球管道也已被膠球完全堵住，這也是1號機組收球率為0的原因。通過與設(shè)備廠家的分析，并進行膠球在收球網(wǎng)中的水力模型試驗(見圖1),判斷出由于凝汽器循環(huán)水出口壓力偏高(一般凝汽器循環(huán)水出口壓力為0.1MPa,而本公司凝汽器循環(huán)水出口壓力是0.12MPa),造成膠球在收球網(wǎng)內(nèi)部因速度過快沖擊收球網(wǎng)柵格而旋轉(zhuǎn)，不能及時且順利的落入收球網(wǎng)底部，被及時送入收球泵入口，使得膠球回不到裝球室，致使該裝置收球率很低。

圖1膠球在收球網(wǎng)內(nèi)運動軌跡

      4)對膠球清洗裝置管道進行檢查，發(fā)現(xiàn)膠球清洗泵出口彎頭處也粘接小部分膠球。從該系統(tǒng)管道布置來看，膠球清洗泵出口至裝球室管道上有兩個U形管段，而正是由于該處管道彎頭太多，造成膠球回至裝球室的阻力過大，也使得膠球泵的輸送能力下降，從而降低收球率。

3膠球清洗裝置的改造

      通過科技攻關(guān)小組的分析和判斷，2017年度2號機組C級檢修中對2號機組的膠球清洗裝置進行了針對性的改造。

      (1)對循環(huán)水進出口水室可能存在卡粘膠球的死角和狹縫進行封堵，杜絕膠球可能留存在水室內(nèi)的可能。

      (2)將膠球清洗泵出口至裝球室管道上的兩個U形管段取掉，改成直管段，以降低膠球泵出口至裝球室的管道阻力，便于膠球順暢通過回。

      (3)經(jīng)過與廠家協(xié)商，為克服循環(huán)水出口壓力偏高造成的膠球在收球網(wǎng)內(nèi)的強烈旋轉(zhuǎn)，如圖2所示，在膠球清洗裝置內(nèi)部加裝擾流子，要求擾流子材質(zhì)為Q235,擾流子和收球網(wǎng)加強板要可靠地焊接。以降低凝汽器循環(huán)水出口的壓力及膠球在收球網(wǎng)內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)強度，從而使膠球順利地落入收球網(wǎng)底部，及時送入收球泵入口管道。

圖2擾流子安裝圖

4膠球清洗裝置的改造效果

      處理后再次投運膠球清洗裝置，每周運行2次，每次2h,收球率均達98%以上。2017年1號機組大修中也進行了同樣改造，收球率也達到了設(shè)計要求的98%以上。2號機組于2018年C級檢修，檢查凝汽器銅管，內(nèi)壁潔凈，基本無水垢，改造取得明顯效果。

      (1)凝汽器膠球清洗裝置收球率不但與凝汽器水室結(jié)構(gòu)、膠球清洗裝置及管路有直接關(guān)系，還與循環(huán)水壓力有關(guān)。

      (2)通過在收球網(wǎng)內(nèi)裝設(shè)擾流子、減少彎頭管路、封堵水室死角等措施，降低膠球在收球網(wǎng)內(nèi)的擾動強度，減少管道阻力，杜絕膠球滯留在死角處，可有效確保膠球按照設(shè)計路徑循環(huán)，達到了清洗凝汽器銅管的目的。

      (3)改造后發(fā)電公司330MW機組膠球清洗裝置正常投運，收球率達98%以上，大大改善了凝汽器的工作環(huán)境，確保了汽輪機的安全經(jīng)濟運行。