云浮發電廠膠球清洗裝置存在的問題與對策
摘 要 針對云浮發電廠兩臺125 MW機組膠球清洗裝置在投運過程中出現的問題展開了分析和探討，并實施一系列改造方案，實踐表明，施行的方案是可行而有效的，成功地將4套膠球清洗裝置投入運行，取得明顯效果。云浮發電廠兩臺上海汽輪機廠產125 MW機組的凝汽器膠球清洗裝置是邯鄲電力修造廠的早期產品(1989年5月生產)。全套膠球清洗裝置由二次濾網、裝球室、膠球輸送泵和收球網幾大部件組成，如圖1。收球網為帶有上下收球網的活動柵格方箱型，型號S-1400-1，規格?1 420 mm×2 500 mm，配套的膠球輸送泵為輸送膠球專用的125SS-9型離心泵，裝球室型號Z-300-1屬我國膠球清洗裝置典型的第二代產品(設計和制造部門不再向用戶推薦)。其安裝困難，結構復雜，材料消耗多，操作和維護不便，故障率較高，加上制造質量的問題，收球率始終達不到設計要求的95%以上。
眾所周知，保持凝汽器較高的真空和較小的端差，是提高機組循環熱效率的主要方法之一。以125 MW機組為例，汽輪機背壓增高0.004 MPa，將導致熱耗增加244.5 kJ/kWh，煤耗增加9.70 g/kWh；凝汽器端差升高5 ℃，將導致熱耗增加95.12 kJ/kWh，煤耗增加3.66 kJ/kWh。凝汽器管束的污臟，使換熱系數變小，使傳熱端差加大和惡化了凝汽器真空。實踐表明，膠球清洗裝置的定期正常投用，能及時清走凝汽器銅管內壁污物，使凝汽器管束保持一定的清潔度，對防止結垢起到非常重要的作用。云浮發電廠投產初期對此認識不足，認為循環水為閉路循環，水源較為干凈，1991年至1992年底曾間斷投用膠球清洗，但膠球回收率很不理想，最好的不足80%，最差的根本收不到膠球。據了解，其他電廠亦有類似情況出現，同型膠球清洗裝置在全國的使用情況亦不盡理想，故一直中斷運行。1994年發現銅管結垢嚴重，直接危及機組運行安全和影響機組經濟性。為此，我們進行了多方面的研究，著手進行有關試驗、運行分析和結構檢查，找出了影響收球率不高的關鍵因素，并進行了改造。經再次投運結果表明，改造和措施是成功和有效的。
1 存在的問題
云浮發電廠兩臺125 MW機組分別于1991年4月、12月份投產，機組剛投產時曾試投膠球清洗，均未能成功，故沒正式投用。1992年初至1993年4月，間斷投用膠球清洗，情況亦不理想，4套清洗系統，投用2 h后收球，最好的兩套(2號機甲側，1號機甲側)收球率均不足80%，另兩套收球率幾乎為零。1993年5月份起，再度中斷了膠球清洗裝置的投用工作。
機組投產3 a左右，凝汽器銅管經常發生泄漏，造成凝結水硬度超標，機組因此而被迫多次停運查漏、堵漏。據統計，僅1994年、1995年發生泄漏就超過10次。檢查銅管，發現內壁結垢較嚴重，厚度1～2 mm。究其泄漏原因，發現絕大部分為垢下腐蝕。有資料表明，H68銅管易發生垢下點蝕現象。現場只能利用停機機會組織人力突擊清除水垢，但水垢被清除后，原腐蝕點外露又增加了銅管泄漏的可能性，問題沒有得到根本解決。
要徹底清洗銅管內壁，避免結垢，只有對膠球清洗裝置進行改造，務求膠球系統能正常投用，發揮其在線運行，清洗效果明顯的特點。
2 原因分析及處理
在投入膠球清洗裝置時，在冷卻水塔發現大量的膠球，說明漏球的現象嚴重。對可能存在影響收球率不高的原因我們進行了分析。
2.1 二次濾網
膠球在管中只能依靠循環水作動力，清除冷卻管內壁上的薄層淤泥或水垢。若循環水中含有較多的雜物，如水生動物、垃圾、碎石及各種有機物，不僅會堵塞二次濾網，使循環水壓差減小，流量減小，不利于膠球的循環，而且會堵塞凝汽器的管孔，妨礙膠球的通過。流量的減小會導致循環水的溫升較明顯，運行中我們亦發現了這一現象。在大修期間進行了徹底的檢查，發現二次濾網的堵塞現象比較嚴重，尤其是含有較多的纖維狀物質，用人工機械的方法進行了徹底清洗。
2.2 凝汽器的檢查處理
我國大多數凝汽器的設計均未考慮膠球清洗裝置的運行，我們對凝汽器結構與膠球清洗裝置的適應性作了全面的檢查。
a)進出口水室的流程隔板與水室蓋及管板的銜接處的狹縫可能引起水流的倒串，導致膠球卡于此，此次檢修對該類狹縫進行了全面的封堵。
b)凡是新更換凝汽器的銅管嚴格按國家標準進行檢查、驗收，排除扁、癟管；冷卻管伸出管板的長度亦嚴格執行國家的有關標準，防止在此形成死區；徹底清除水室及管內的一切雜物，確保潔凈之后再封閉。
2.3 收球網的檢查和處理
幾次投運過程中發現當收球網處于收球位置時，凝汽器循環水的壓力均有微量的提高，說明其壓損較大，堵塞現象嚴重。
解體發現，由于長時間未投用該裝置，致使大、小收球網網格結垢很嚴重，在網柵和管筒內環上發現大量的污垢片和銹片。它們的存在使柵格流通面積減小，水流速加大，膠球可能卡在收球網的柵板上，又加劇了膠球的堵塞，形成惡性循環。采用人工機械的方法認真清除了網格及收球網相應筒環內壁上的水垢。
操作機構的檢查發現，4只小收球網傳動桿上?8 mm銷子為普通碳鋼，剛度不足，常疲勞斷裂，致使行程開關顯示為收球位置而實際上并未關嚴。采用的處理方法是用1Cr18Ni9Ti不銹鋼材料加工銷子取代之。
收球網處于收球位置時，網的上下沿應分別與循環水管壁和下方箱的上沿貼合，有文獻表明如果它們的間隙大于6 mm，則容易出現跑球或卡球的現象。我們分別將大、小收球網處于收球位置，進內檢查收球網與筒環配合情況，發現1號機乙側、2號機乙側大收球網與筒環配合不好，局部有較大間隙，最寬達18 mm。另外網面的制造粗糙，條柵分布不均勻。個別小收球網也因水垢卡澀，有關不到位情況。為此我們采用了在大收球網局部加小圓鋼焊接于邊緣，使之配合良好，同時對下部小收球網徹底清除其上的水垢和污物，作了相應調整直至能靈活開關到位。
2.4 管道及附屬部件檢修
檢修其余如膠球泵，泵進、出口閥門，收球室及收球網關斷閥傳動桿等。
2.5 膠球的選用
膠球進入凝汽器管內后，靠與管壁的接觸環帶所提供的擦拭作用進行清洗，它的質量不但影響到清洗效果，而且關系到膠球的回收率、改造與修復后的試運，根據銅管內徑?23 mm，采用了?24 mm優質海綿球取代原?25 mm的海綿球，它具有耐磨性強、質地柔軟富于彈性、硬度適中、氣孔均勻貫通、沾污垢后易于脫落等特點。
2.6 操作細則和管理體制
運行方面首先完善了每日一次的清洗制度，由專人負責，落實到班組，并且明確一些操作上的措施，如正確的投球數量保持在凝汽器單側、單流程冷卻管根數的10%；根據凝汽器的端差、真空等特性參數和膠球的直徑、外觀等對清洗效果及時評價，以便更換膠球，最多不超過90次累計次數；投運時注意適當調整循環水的壓力，保持合理的循環水壓差，必要時增開一臺循環水
泵，清洗結束再停。
3 改造后的效果評價
a)處理后再次投運膠球清洗裝置，每天運行2 h，收球率均達95%以上。
b)2號機于1996年11月、1號機于1998年6月份大修后至今，凝汽器端差一直保持7 ℃以下。真空大為好轉，保持91 kPa以上。
c)2號機于1998年10月份小修，檢查凝汽器銅管，內壁潔凈，基本無水垢，取得明顯效果。
4 結束語
a)云浮發電廠兩臺機組的4套膠球清洗裝置之所以一段時間以來投入效果不明顯，收球率低，關鍵原因在于收球網的制造和安裝工藝差，存在顯著的間隙；投運初期沒有及時進行調試，致使閑置后結垢嚴重，另外二次濾網的堵塞亦阻礙了膠球清洗裝置的投運。
b)膠球清洗設備的調試和試運行應隨機組的試生產及時投入運行。目前制造廠無技術標準，電廠亦無驗收標準，往往待凝汽器管束臟污后再進行膠球清洗裝置的投運，管束的臟污制約了膠球清洗裝置，而膠球清洗裝置的閑置又進一步加劇了凝汽器管束的臟污，陷入比較被動的局面。
c)加強膠球清洗裝置的管理很重要。實踐證明，必須健全組織，制定有關規章制度，健全運行、技術記錄。只有科學管理才能確保膠球清洗系統的正常投運和有效運行。
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