循環(huán)水系統(tǒng)膠球清洗裝置隱患治理方法

胡高斌，彭 浩，汪 濤，吳沛航

（江蘇國信靖江發(fā)電有限公司，江蘇 泰州 214513）

膠球清洗系統(tǒng)在煤電機組有著舉足輕重的作用，膠球系統(tǒng)的穩(wěn)定有效運行決定了機組凝汽器的換熱效果，影響著機組的經(jīng)濟性。本文針對某660 MW超超臨界機組收球率低下情況，通過網(wǎng)板修復(fù)、改變密封結(jié)構(gòu)等方法對收球網(wǎng)進行綜合治理，治理后收球率可滿足標準要求，極大地提高了機組的熱效率，對煤電機組的節(jié)能降耗有著重要意義。

1 設(shè)備簡介

某發(fā)電機組一期工程2臺660 MW超超臨界汽輪發(fā)電機組由上海電氣集團生產(chǎn)，采用德國西門子技術(shù)，型號為N660-25/600/600；2臺機組均自2015年年初正式投產(chǎn)運行。收球網(wǎng)由上海達極制造，型號為Taprogge D2，收球網(wǎng)為格柵式、倒V字形結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

圖1 收球網(wǎng)裝置流程示意圖

由于收球網(wǎng)本體網(wǎng)板間和收球網(wǎng)與循環(huán)水管壁之間均存在一定的間隙，若存在雜物擠壓、機械磨損和網(wǎng)板變形等原因，該間隙將增大直到膠球從間隙處漏出并排出循環(huán)水管，影響凝汽器循環(huán)水管清洗效果[1]。

2 實施背景

圖2為收球網(wǎng)裝置結(jié)構(gòu)圖，收球網(wǎng)狀態(tài)為關(guān)閉狀態(tài)，結(jié)構(gòu)包括收球網(wǎng)本體、電動執(zhí)行器、軸承、收球網(wǎng)支架、收球管道、閥門、差壓變送器和密封墊等部件，正常運行時收球網(wǎng)是打開的，而投球及收球狀態(tài)下收球網(wǎng)是關(guān)閉的，防止膠球漏至長江。

圖2 收球網(wǎng)裝置結(jié)構(gòu)圖

投入膠球時，先檢查系統(tǒng)管道和閥門，將裝球室集球閥操作至“收球”位，打開裝球室頂蓋，裝入膠球1 500只左右，關(guān)閉裝球室頂蓋，將收球網(wǎng)操作至“收球”位，并檢查收球網(wǎng)差壓無報警；為了充分清洗機組凝汽器換熱管內(nèi)壁，投球、收球至少4 h后方可停止系統(tǒng)運行并清點膠球數(shù)量。

由于長江下游汛期水草雜物多，若循環(huán)水旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)網(wǎng)板間間隙較大會導(dǎo)致雜物覆蓋收球網(wǎng)，嚴重時會導(dǎo)致收球網(wǎng)變形甚至軸承抱死，收球網(wǎng)無法開啟和關(guān)閉到位，從而導(dǎo)致收球率較低。如圖3、4所示，某電廠收球網(wǎng)變形后會導(dǎo)致收球網(wǎng)網(wǎng)板關(guān)閉不嚴，在收球的過程中，膠球不僅會通過收球網(wǎng)網(wǎng)板間的間隙漏出，還會通過收球網(wǎng)與循環(huán)水管壁的間隙漏出，導(dǎo)致收球率較低。

圖3 收球網(wǎng)網(wǎng)板變形示意圖1

3 綜合治理方法

3.1 對收球管道進行清理

由于地處長江中下游地區(qū)，循環(huán)水中泥沙含量較高，收球管道可能存在堵塞的現(xiàn)象，若收球管道堵塞，會導(dǎo)致膠球無法回收，從而在收球結(jié)束后隨循環(huán)水排往長江，收球率低[2]。

圖4 收球網(wǎng)網(wǎng)板變形示意圖2

利用機組C修對收球管道進行檢查，發(fā)現(xiàn)收球管道與循環(huán)水母管管壁處、收球管道彎頭處均存在泥沙和雜物附著，雖未完全堵塞管道，但會影響收球管道的阻力，從而影響膠球的回收。針對此種情況，我們通過用高壓水流對管道進行清洗，并加裝排污裝置以保證管道的潔凈性；同時，對循環(huán)水旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)做好定期滾動檢查，發(fā)現(xiàn)網(wǎng)板間的間距大于2 mm則進行網(wǎng)板更換，減少了循環(huán)水系統(tǒng)下一級流程收球網(wǎng)裝置的雜物附著[3]。

3.2 對收球網(wǎng)網(wǎng)板進行修復(fù)

由于循環(huán)水中雜物附著會導(dǎo)致收球網(wǎng)前后差壓過大，導(dǎo)致收球網(wǎng)變形。針對此種情況，在機組C修中對收球網(wǎng)網(wǎng)板間隙進行了檢查，發(fā)現(xiàn)網(wǎng)板中間間隙達到了29 mm，足夠膠球從中通過（膠球的直徑為26 mm），故需要進行整定。

在機組C修中，通過液壓千斤頂對收球網(wǎng)網(wǎng)板進行初步固定，同時利用乙炔焰配合大錘敲擊進行網(wǎng)板形狀矯正，通過火烤、捶打和液壓裝置固定等矯正手段，使得修后收球網(wǎng)網(wǎng)板的中間間隙均小于2 mm，如圖5所示，保證了運行期間膠球不會通過間隙漏至長江。

圖5 收球網(wǎng)網(wǎng)板修復(fù)后側(cè)視圖

3.3 改造收球網(wǎng)與循環(huán)水管壁間的密封結(jié)構(gòu)

通過檢查，發(fā)現(xiàn)收球網(wǎng)密封板與循環(huán)水管壁間的靜態(tài)間距達到20 mm，故在運行循環(huán)水壓的作用下，由于雜物擠壓、機械磨損等原因，該間隙將增大直到膠球從間隙處漏出并排出循環(huán)水管，影響凝汽器循環(huán)水管清洗效果。由于收球網(wǎng)運行時需要開和關(guān)的轉(zhuǎn)動，此處間隙過小且同時采取剛性密封會導(dǎo)致收球網(wǎng)與循環(huán)水管壁卡澀，故無法通過縮小剛性密封的間隙來提高收球率；若全部采取柔性密封，則會由于柔性密封在循環(huán)水壓下支撐強度較弱的原因?qū)е履z球泄漏，影響收球率。

故經(jīng)過專題攻關(guān)，發(fā)明了收球網(wǎng)與循環(huán)水管道間的一種新型密封結(jié)構(gòu)，如圖6所示。圖6中1號部件為剛性材料、2號部件為柔性材料，其通過部件3（螺栓）緊固；鋼板和聚四氟乙烯材料的復(fù)合固定，既保證密封的強度、又保證密封的柔韌性，防止收球網(wǎng)在轉(zhuǎn)動過程中的卡澀。

圖6 收球網(wǎng)與循環(huán)水管壁間的密封結(jié)構(gòu)示意圖

圖7為改造后收球網(wǎng)與循環(huán)水管壁示意圖，其中，部件1為柔性密封、部件2為循環(huán)水管道、部件3為膠球、部件4為收球網(wǎng)板塊、部件5為剛性密封（呈弧狀設(shè)置）；剛性密封垂直設(shè)置在收球網(wǎng)本體上，而柔性密封件設(shè)置在剛性密封件遠離收球網(wǎng)本體的一側(cè)。通過此改造，使得收球網(wǎng)本體靠近循環(huán)水管道端部的柔性密封件抵觸在循環(huán)水管道的內(nèi)壁面上，柔性密封件首先與壁面接觸隨著發(fā)生形變，從而可以令收球網(wǎng)本體和循環(huán)水管道內(nèi)壁面之間不具有間隙，進而防止膠球流失導(dǎo)致影響凝汽器管路清洗效果，提高了膠球的回收率。

圖7 改造后收球網(wǎng)與循環(huán)水管壁示意圖

3.4 其他影響因素的消除

1）選擇技術(shù)規(guī)范要求的膠球：膠球具有一定硬度并富有彈性，膠球的氣孔均勻、孔間連通吸水性強，直徑26 mm且密度在1.03～1.05 g/cm3，并浸水進行密度驗證，浸水時間不小于2 h。

2）為了保證收球率，根據(jù)技術(shù)規(guī)范要求，循環(huán)水在換熱管內(nèi)流速需達到1.6 m/s，根據(jù)此流速要求，通過對凝汽器水側(cè)換熱管截面積及循泵的出力進行計算，開啟單臺循環(huán)水泵換熱管內(nèi)最大流速最大只能到1.1 m/s，無法達到設(shè)計流速要求。故如果收球時開啟單臺循泵，會導(dǎo)致膠球滯留在換熱管道內(nèi)，收球結(jié)束后會跟隨循環(huán)水泄漏至長江，所以需在收球時保持雙循泵運行以提高收球效率。

4 實施效果

通過上文對循環(huán)水系統(tǒng)膠球清洗裝置隱患的綜合治理，我們在機組正常運行時投入1 500只膠球，保持雙循泵運行，經(jīng)過標準操作進行泡球、投球和收球，4 h后進行清點膠球，在A側(cè)共回收膠球1 431只，收球率達到了95.4%；在B側(cè)共回收膠球1 435只，收球率達到了95.67%，收球網(wǎng)A、B兩側(cè)收球率均滿足設(shè)計性能考核標準（收球率大于等于95%），較之修前收球率（兩側(cè)收球率均小于50%）有大幅提升。

通過對收球網(wǎng)進行結(jié)構(gòu)和操作規(guī)范的綜合治理，使得機組膠球清洗裝置的收球率達到設(shè)計的性能考核要求，不僅減少了膠球的損耗，并且保持了凝汽器不銹鋼換熱管內(nèi)壁的潔凈度，增加了凝汽器的換熱效率，提高了機組運行的經(jīng)濟性。