330MW汽輪機(jī)膠球清洗裝置系統(tǒng)改造原因與效果分析

      330MW汽輪機(jī)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(jī)凝汽器膠球清洗裝置收球率低，嚴(yán)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(qiáng)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(dá)98%以上，大大改善了凝汽器的工作環(huán)境，確保了汽輪機(jī)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

1膠球清洗裝置存在的問題

      發(fā)電廠1號、2號機(jī)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(hù)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(jī)驅(qū)動、臥式、單級端部吸入式。

      膠球清洗裝置可在機(jī)組不減負(fù)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(jī)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(jī)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(yùn)(1號機(jī)組膠球清洗裝置于2015年元月投運(yùn)，2號機(jī)組膠球清洗裝置于2015年12月投運(yùn))起初2個月內(nèi)，膠球裝置運(yùn)行正常，運(yùn)行2個月后，收球率就直線下降，1號機(jī)組收球率幾乎降至0,2號機(jī)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(yùn)，對凝汽器的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。經(jīng)設(shè)備廠家多次調(diào)試投運(yùn)1號、2號機(jī)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(jī)組膠球清洗裝置正常投入運(yùn)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(jī)檢修機(jī)會對該設(shè)備多次檢查，結(jié)合同類型機(jī)組膠球清洗裝置投運(yùn)的情況，對1號、2號機(jī)組膠球清洗裝置的系統(tǒng)和設(shè)備本身，反復(fù)試驗(yàn)投運(yùn)，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(jī)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(jī)組停運(yùn)對收球網(wǎng)進(jìn)行檢查，進(jìn)一步確認(rèn)收球網(wǎng)是嚴(yán)密的。

      2)在2016年10月29日2號機(jī)組小修中，通過打開凝汽器人孔檢查凝汽器循環(huán)水室進(jìn)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(jìn)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(jī)組同樣存在這種現(xiàn)象。

      3)對1號機(jī)組收球網(wǎng)進(jìn)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(jī)組收球率為0的原因。通過與設(shè)備廠家的分析，并進(jìn)行膠球在收球網(wǎng)中的水力模型試驗(yàn)(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(yùn)動軌跡

      4)對膠球清洗裝置管道進(jìn)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(jī)組C級檢修中對2號機(jī)組的膠球清洗裝置進(jìn)行了針對性的改造。

      (1)對循環(huán)水進(jìn)出口水室可能存在卡粘膠球的死角和狹縫進(jìn)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(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)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(yùn)膠球清洗裝置，每周運(yùn)行2次，每次2h,收球率均達(dá)98%以上。2017年1號機(jī)組大修中也進(jìn)行了同樣改造，收球率也達(dá)到了設(shè)計要求的98%以上。2號機(jī)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(qiáng)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(dá)到了清洗凝汽器銅管的目的。

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