凝汽器膠球清洗系統(tǒng)性能研究及優(yōu)化

金俊先,姜思宇,肖增弘

（沈陽工程學(xué)院研究生部,沈陽 110136）

凝汽器膠球清洗系統(tǒng)性能研究及優(yōu)化

金俊先,姜思宇,肖增弘

（沈陽工程學(xué)院研究生部,沈陽 110136）

火力發(fā)電廠大型機(jī)組設(shè)備在經(jīng)過長期運(yùn)行后，都會(huì)產(chǎn)生一定的能量損失。其中凝汽器銅管內(nèi)壁在出現(xiàn)結(jié)垢后，一般會(huì)進(jìn)行停機(jī)清洗，不僅工作量大、工期長，而且工作環(huán)境惡劣。但采用膠球進(jìn)行自動(dòng)清洗不僅可以使機(jī)組不必停運(yùn)，還能減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，由此提高了生產(chǎn)率，而且可以隨時(shí)進(jìn)行清洗，并保持凝汽器的良好運(yùn)行狀態(tài)。通過對(duì)凝汽器膠球洗清洗系統(tǒng)性能進(jìn)行優(yōu)化分析，提升機(jī)組的運(yùn)行性能，從而取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。

膠球清洗系統(tǒng)；凝汽器；優(yōu)化

1 膠球清洗系統(tǒng)對(duì)機(jī)組效率的影響

為了提升機(jī)組的循環(huán)熱效率，必須使凝汽器真空有所提高。但凝汽器的管壁出現(xiàn)臟污現(xiàn)象，不僅使冷卻性能變差，同時(shí)還影響到凝結(jié)器的背壓、端差。在對(duì)凝汽器冷卻管進(jìn)行相關(guān)研究后我們可知管壁結(jié)垢不僅會(huì)使傳熱系數(shù)產(chǎn)生變化，同時(shí)還可通過提升其表面清潔度來提高機(jī)組運(yùn)行真空，凝汽器的清潔不僅對(duì)機(jī)組運(yùn)行起到十分重要的作用，而且提高機(jī)組運(yùn)行效率的重要途徑。由于當(dāng)前還沒有采用縮減冷卻管內(nèi)壁的流動(dòng)邊界層厚度的辦法，因此，對(duì)冷卻管內(nèi)壁所采用的是膠球清洗裝置。

2 凝汽器膠球清洗系統(tǒng)的運(yùn)行方式

2.1 膠球清洗系統(tǒng)運(yùn)行

在機(jī)組的實(shí)際運(yùn)行過程中，可以借助以下有效措施：首先，可以在確保膠球清洗裝置系統(tǒng)進(jìn)行正常而連續(xù)的工作狀態(tài)下，投入一定的化學(xué)藥劑，使循環(huán)水的濃縮倍率得以降低，同時(shí)還能對(duì)管壁結(jié)垢速度進(jìn)行有效控制。其次，需要對(duì)水循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行過濾處理，同時(shí)在冷卻塔引水溝與循環(huán)水泵的入口處增設(shè)過濾網(wǎng)，確保能夠有效攔截運(yùn)行中夾帶的雜物，避免其流入凝汽器內(nèi)部。此外還要使冷卻塔的排污與補(bǔ)水能力有所加強(qiáng)，可以通過進(jìn)行充分的換水，使水循環(huán)的濃縮倍率得到有效降低，由此確保凝汽器的管壁結(jié)垢速度得到一定控制。最后，在進(jìn)行機(jī)組檢修時(shí)，可將冷卻塔內(nèi)的積水放盡，并進(jìn)行徹底清洗，同時(shí)還要將水溝與冷卻水管一并進(jìn)行清理，確保其系統(tǒng)的清潔性。

2.2 確定膠球的清洗強(qiáng)度

在凝汽器的管壁清理達(dá)到清潔效果后，為了避免出現(xiàn)清洗不足或清洗過度的情況，可以對(duì)清洗強(qiáng)度進(jìn)行指標(biāo)的定量分析與控制，也就是說將清洗的頻率、時(shí)間，以及膠球以管內(nèi)徑的過盈量三者的乘積作為清洗清洗強(qiáng)度，并可以依據(jù)水質(zhì)與清潔程度確定清洗程度，繼而通過凝汽器的真空與端差等進(jìn)行判斷分析。如此可通過膠球數(shù)量的控制對(duì)清洗頻率進(jìn)行優(yōu)化。

2.3 進(jìn)行合適的膠球尺寸選取

由于清洗效果與膠球的質(zhì)量、直徑、硬度有一定關(guān)系，因此為了確保清潔效果，必須進(jìn)行合適的膠球選取。根據(jù)下圖所示我們可以看出，膠球直徑的確定需要對(duì)循環(huán)水的進(jìn)、出水口壓降，還有冷凝體魄人清潔程度進(jìn)行判斷選擇。一般情況下，膠球的外徑需要大于清洗管的直徑，在進(jìn)出水口的水阻產(chǎn)生下降時(shí)，凝汽器的端著也隨之下降，但降至一定數(shù)值將不再有所變化，并能夠達(dá)到最佳清洗效果，真空也明顯上升，此時(shí)凝汽器管壁的清洗效果最好。為此在實(shí)際設(shè)計(jì)中，一般采用的是濕態(tài)直徑大于鋼管內(nèi)徑1-2mm的膠球，而且膠球球徑漲大不會(huì)超過0.5mm，不僅能保持其穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，還要確保膠球氣孔具有較強(qiáng)的連通吸水性，從而保證對(duì)底部與頂部能夠進(jìn)行徹底的清洗（見圖1）。

3 優(yōu)化凝汽器膠球清洗系統(tǒng)的措施

對(duì)于系統(tǒng)管道的布置需要保持簡潔化，并且使管路盡量平直而簡短，彎管數(shù)量也要盡量減少，確保管內(nèi)平滑無阻。而對(duì)于凝汽器進(jìn)水室與出水室應(yīng)設(shè)計(jì)成圓弧結(jié)構(gòu)，使膠球不會(huì)產(chǎn)生滯留或卡死。在采用進(jìn)口部件安裝于膠球清洗的關(guān)鍵部位后，使其結(jié)構(gòu)更為合理。而對(duì)于收球網(wǎng)與裝球室的優(yōu)化改進(jìn)之處，則是對(duì)其殼體部分采用了耐腐蝕的材料與處理措施，例如用天然橡膠作為表面襯膠，使整體進(jìn)行硫化處理，并在其外部涂抹防銹漆。還有將裝球室的切換閥改為電動(dòng)控制，使其不僅能夠進(jìn)行收球、換球，還能實(shí)現(xiàn)運(yùn)行控制功能，使機(jī)構(gòu)更靈活便捷，而且不卡球。最后，為了使收球網(wǎng)的水阻大、磨損大、導(dǎo)流不穩(wěn)，以及維護(hù)困難等問題得到根本性解決，將其設(shè)計(jì)成活動(dòng)?xùn)鸥袷脚c旋擺自鎖式結(jié)構(gòu)，這使膠球運(yùn)行后不僅可以通過柵板將膠球收于網(wǎng)板處，還可在停止清洗時(shí)，使網(wǎng)板旋轉(zhuǎn)保持與水流方向一致，從而減少了水阻，同時(shí)還對(duì)網(wǎng)板雜物得到有效清除。這一改進(jìn)方式的優(yōu)點(diǎn)為在于其不僅克服了收球網(wǎng)的普遍性缺點(diǎn)，同時(shí)還能確保其表面平滑性，既不卡球、夾球，而且強(qiáng)度與剛性均表現(xiàn)良好。而且與此同時(shí)，網(wǎng)板驅(qū)動(dòng)裝置也進(jìn)行預(yù)警措施處理，避免網(wǎng)板在水流沖擊下產(chǎn)生振動(dòng)。此外，骨架與網(wǎng)芯也具備足夠強(qiáng)度，膠球硬度富有彈性，同時(shí)達(dá)到了耐腐蝕的要求。

4 結(jié)束語

綜上所述，通過對(duì)電廠機(jī)組中的凝汽器膠球清洗系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化分析，不僅可以提高投運(yùn)率，使其獲得良好的清洗效果，尤其是使凝汽器可以在真空狀態(tài)下保持較高的水平發(fā)揮，從而降低了機(jī)組的汽耗率，使電廠最終達(dá)到了節(jié)能減耗的目的，同時(shí)也創(chuàng)造出了非?？捎^的經(jīng)濟(jì)效益。

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10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.01.115