膠球清洗裝置系統(tǒng)運(yùn)行情況及改進(jìn)措施分析

     膠球清洗裝置系統(tǒng)運(yùn)行情況及改進(jìn)措施分析，循環(huán)水通過凝汽器銅管時(shí),水中的雜質(zhì)會(huì)在其內(nèi)壁沉淀結(jié)垢。膠球清洗裝置的基本原理就是采用直徑比銅管內(nèi)徑大1～2mm的膠球來進(jìn)行清洗,膠球被循環(huán)水帶進(jìn)銅管后,被壓縮變形與銅管內(nèi)壁進(jìn)行全周磨擦,這樣就破壞了臟物在銅管內(nèi)壁積聚粘附的條件,從而起到清洗和預(yù)防結(jié)垢的目的。為了配合膠球清洗的效果,也可以在冷水中加氯或漂白粉,對(duì)有機(jī)物和微生物起殺滅和抑制繁殖的作用,減少其在銅管內(nèi)壁的粘附量。
     熱電廠六期13號(hào)、14號(hào)機(jī)組凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)由于設(shè)計(jì)、設(shè)備結(jié)構(gòu)、運(yùn)行環(huán)境變化等方面存在一些問題,導(dǎo)致機(jī)組投產(chǎn)后膠球清洗系統(tǒng)一直不能正常投運(yùn)。直到2012年2月,2臺(tái)機(jī)組膠球系統(tǒng)才正式投入運(yùn)行,但收球率基本在80%左右。2014年、2015年利用大修機(jī)會(huì)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了一些改造,使收球率達(dá)到95%以上。聯(lián)系現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐,對(duì)影響膠球系統(tǒng)投運(yùn)及效果做一些簡(jiǎn)要分析。
1收球率及影響收球率的因素
     收球率是膠球清洗系統(tǒng)能否正常投入運(yùn)行的重要指標(biāo),保證收球率才能真正發(fā)揮膠球清洗的作用。收球率不合格,不僅造成補(bǔ)充球量增大,增加費(fèi)用,而且有堵塞銅管或收球網(wǎng)的可能。
根據(jù)近幾年的運(yùn)行,總結(jié)影響收球率的原因有6個(gè)方面。
1.1收球網(wǎng)關(guān)閉不到位
     由于施工或檢修在網(wǎng)板處遺留施工器具,如架桿、鐵器等,在14號(hào)機(jī)南側(cè)收球網(wǎng),曾經(jīng)取出架桿一根;二是因?yàn)槭涨蚓W(wǎng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)熱工終端整定不到位,使網(wǎng)板關(guān)閉不嚴(yán),造成“跑球”;三是由于網(wǎng)板本身存在缺陷,例如外緣包邊變形,關(guān)閉后,在網(wǎng)板頂部及底部形成較大間隙,也造成了“跑球”。
1.2循環(huán)水壓力低
     由于循環(huán)水壓力低,水量小,膠球穿越銅管能量不足。表1是2013年某收球階段循環(huán)水壓變化對(duì)收球率造成影響的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。
表1循環(huán)水壓力變化對(duì)收球率造成影響的數(shù)據(jù)對(duì)照表
膠球循環(huán)泵收球率
裝置臺(tái)數(shù)力/kPa力/kPa/kPa/%
1145.5107.138.470.5
南2191.7122.369.484.9
13號(hào)機(jī)1152.1119.832.371.2
北2196.6125.271.486.61140.6103.537.168.8
南2169.7113.056.778.3
13號(hào)機(jī)1139.7104.934.865.5
北2169.3112.856.575.5
     由表1可見,在收球階段啟動(dòng)2臺(tái)循環(huán)泵,一方面增加了凝汽器水側(cè)擾動(dòng),使“死角”積球能夠回收;另一方面,2臺(tái)循環(huán)泵運(yùn)行循環(huán)水壓力增加40kPa左右,膠球抗阻能力提高,收球率明顯提高。
1.3凝汽器水室存在滯留死區(qū)
     膠球聚集在死角,參加清洗循環(huán)的次數(shù)少。從膠球磨損的情況來看,有一部分膠球基本未磨損,而且有淤泥痕跡,說明這類膠球長(zhǎng)期附著在水室內(nèi)壁,基本不參與循環(huán)。凝汽器水室檢查孔打開后可以看出,凝汽器出入口水室均為直角結(jié)構(gòu),只有在后水室下部南北兩側(cè)設(shè)置了圓弧結(jié)構(gòu)。這樣,在水室很容易“積球”。應(yīng)對(duì)凝汽器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步研究來消除“死角”,改變水體流動(dòng)特性,這樣就不至于產(chǎn)生渦流和漩流。
1.4銅管結(jié)垢情況嚴(yán)重
     六期機(jī)組凝汽器采用外徑25mm×1mm,內(nèi)徑23mm的銅管,經(jīng)過長(zhǎng)期運(yùn)行,從膠球的磨損程度較嚴(yán)重看來,主要原因是銅管嚴(yán)重結(jié)垢。13號(hào)機(jī)2014年大修檢測(cè)出的平均結(jié)垢厚度達(dá)到1.2mm,14號(hào)機(jī)2015年大修檢測(cè)結(jié)果所示平均厚度達(dá)到0.9mm,平均內(nèi)徑縮小1.8～2.4mm。這樣,膠球流動(dòng)阻力增加,穿透能力下降。另外,銅管光潔度差,從而造成大量“掛球”現(xiàn)象。
1.5膠球選型不當(dāng)和材質(zhì)的影響
     如果膠球選用不當(dāng),收球率也不能提高,或者有時(shí)能夠保持較高的收球率,但無法保證足夠的清洗效果。在13號(hào)機(jī)南側(cè)裝球室裝入了兩種質(zhì)地的膠球,通過兩天的運(yùn)行觀察,出現(xiàn)兩種情況。一種球質(zhì)地均勻,并且吸水后各膠球密度基本相同,流動(dòng)性較好,收球率也較高,膠球的磨損情況基本相同;而另一種膠球只有少部分具備較好的流動(dòng)性,而絕大多數(shù)膠球由于吸水密度小,很容易在后水室頂部積聚,影響收球率。而其中參與循環(huán)的少部分膠球,相應(yīng)磨損率較高,造成膠球的更換率提高,運(yùn)行成本提高。同時(shí),由于少部分膠球進(jìn)行清洗,使銅管不能均勻清理。
1.6水質(zhì)的影響
     由于循環(huán)水的補(bǔ)充水為晉陽湖水,水中雜質(zhì)、懸浮物多。而且隨著機(jī)組運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng),冷卻塔填料受冷熱交變、凍裂老化等影響,其碎片陸續(xù)掉入冷卻水中,一次過濾不徹底,使碎片等雜物進(jìn)到凝汽器循環(huán)水系統(tǒng)中,終導(dǎo)致膠球清洗裝置無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。另外循環(huán)泵入口方溝中部分混凝土表層脫落進(jìn)入水中,也對(duì)膠球正常循環(huán)構(gòu)成一定影響。
     13號(hào)機(jī)膠球清洗裝置自2014年大修以來,投運(yùn)一直正常,從2016年9月份開始,13號(hào)機(jī)南側(cè)膠球裝置裝球室切換閥壞導(dǎo)致無法投運(yùn),于10月13日修好后投入運(yùn)行。9月2日北側(cè)膠球投運(yùn)后發(fā)現(xiàn)凝結(jié)水質(zhì)惡化,硬度為3μmol/L,故停止其運(yùn)行,只陸續(xù)在9月5日、11日、17日投運(yùn),且時(shí)間控制在30min左右,北側(cè)膠球的近一個(gè)月的停運(yùn),機(jī)組端差、真空出現(xiàn)明顯變化。表2為膠球系統(tǒng)停運(yùn)引起機(jī)組主參數(shù)變化的情況。
     從表2可以看出,9月5日六期13號(hào)機(jī)組膠球清洗系統(tǒng)因?yàn)槟蟼?cè)裝球室切換閥壞和凝汽器北側(cè)銅管漏,停運(yùn)膠球系統(tǒng)以后,造成循環(huán)水入口壓力增加,出口壓力下降,這是凝汽器銅管循環(huán)水通流量明顯下降的征兆,直接導(dǎo)致機(jī)組真空下降,端差增大。10月12日、17日投入膠球后參數(shù)變化見表3。
     從表3中12日南側(cè)膠球投入及17日北側(cè)膠球投入后的參數(shù)變化可以看出,循環(huán)水質(zhì)差,濃縮倍率偏高,凝汽器銅管積淤、結(jié)垢速度較快,若膠球清洗系統(tǒng)長(zhǎng)期不投運(yùn),將無法實(shí)現(xiàn)凝汽器在線清洗并會(huì)導(dǎo)致凝汽器真空的快速下降,同時(shí)會(huì)導(dǎo)致收球效果不理想,形成一種惡性循環(huán)。
2相關(guān)膠球清洗裝置運(yùn)行系統(tǒng)的改進(jìn)
     13號(hào)、14號(hào)機(jī)組2014年以前由于收球率一直不合格,在2014年、2015年的機(jī)組大修中對(duì)相關(guān)系統(tǒng)做了一些改造。
     a)將13號(hào)、14號(hào)凝汽器固定式二次網(wǎng)改為旋轉(zhuǎn)式濾網(wǎng),提高了清污能力,消除了堵塞現(xiàn)象,并在排污管上加裝了回收垃圾的回收濾網(wǎng),將旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)攔住的雜物收集在回收濾網(wǎng)內(nèi),避免了雜物隨回水管再次進(jìn)入系統(tǒng),造成膠球清洗系統(tǒng)的堵塞問題。檢修前,二次濾網(wǎng)堵塞嚴(yán)重,濾網(wǎng)前后壓差達(dá)到13kPa�，F(xiàn)壓差為7～8kPa,膠球清洗系統(tǒng)阻力明顯減小。
     b)針對(duì)涼水塔填料破損后進(jìn)入系統(tǒng)造成堵塞的問題,大修中在涼水塔出水口設(shè)計(jì)制作了一道不銹鋼濾網(wǎng)。濾網(wǎng)設(shè)計(jì)高2m,長(zhǎng)60m,底部設(shè)計(jì)有高400mm的混凝土圍堰,起到沉積泥沙、攔截雜質(zhì)的作用。
     c)分別對(duì)13號(hào)、14號(hào)機(jī)凝汽器銅管進(jìn)行了酸洗,13號(hào)、14號(hào)機(jī)夏季凝汽器端差分別為1.5℃和3.3℃,達(dá)到設(shè)計(jì)要求。消除了因凝汽器結(jié)垢,導(dǎo)致凝汽器阻力增大,循環(huán)水流量下降,同時(shí)消除掛球現(xiàn)象。
     d)對(duì)13號(hào)、14號(hào)機(jī)組4臺(tái)膠球清洗裝置中變形的收球網(wǎng)板進(jìn)行了矯正處理。
     e)膠球泵進(jìn)行了增容改造。膠球泵改造前后參數(shù)見表4。從表4中數(shù)據(jù)可以看出,通過對(duì)膠球泵的增容,可提高膠球的穿透能力,增加清潔效果。
表4膠球泵改造前后參數(shù)對(duì)照表
膠球泵流量/(m3·h-1)揚(yáng)程/m電流/A
改造前60128.8
改造后901512.5
     f)機(jī)組大修對(duì)凝汽器銅管酸洗、膠球清洗系統(tǒng)、循環(huán)水二次網(wǎng)等改造后,收球率恢復(fù)正常,統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)如表5所示。
表5系統(tǒng)改造前后,膠球清洗裝置系統(tǒng)收球率情況對(duì)照表
     從表5可以看出13號(hào)、14號(hào)機(jī)組在大修中,通過對(duì)膠球清洗裝置系統(tǒng)的改造后,收球率大幅度提高,而且到目前膠球系統(tǒng)投運(yùn)一直正常,雙機(jī)的收球率都達(dá)到了要求,基本在97%左右。
3建議
     要從根本上來解決結(jié)垢問題,先需保證膠球系統(tǒng)的正常連續(xù)運(yùn)行;化學(xué)藥劑在線投入,降低循環(huán)水濃縮倍率,控制銅管結(jié)垢的速度,或者進(jìn)行物理、化學(xué)清理,徹底解決結(jié)垢問題。若循環(huán)水系統(tǒng)是閉式循環(huán),則可開啟循環(huán)水系統(tǒng)的放水門少許,同時(shí)加大補(bǔ)充水量進(jìn)行換水,可進(jìn)一步降低循環(huán)水濃縮倍率,能有效延緩凝汽器銅管結(jié)垢速度。膠球清洗裝置系統(tǒng)管道布置要簡(jiǎn)單,管路平直簡(jiǎn)短,盡量減少彎管數(shù)量,彎道要用曲率半徑較大的90°彎頭,管道內(nèi)要光滑無阻。對(duì)循環(huán)水加強(qiáng)過濾,一次過濾完善,將循環(huán)泵入口加裝二道細(xì)濾網(wǎng),以防清理一道濾網(wǎng)時(shí)大量雜質(zhì)涌入。閘板井檢查井蓋板完善并封好。循環(huán)泵入口前池聯(lián)絡(luò)井加一層濾網(wǎng),保證運(yùn)行中雜物不能從這些地方進(jìn)入水系統(tǒng)。利用機(jī)組檢修徹底清洗水塔、水溝保證系統(tǒng)清潔。
     利用檢修機(jī)會(huì)在凝汽器水室(出入口轉(zhuǎn)向水室)存在的死區(qū)以及回流區(qū)裝導(dǎo)流板,避免膠球在此處滯留。收球網(wǎng)應(yīng)能開閉靈活,并保證關(guān)閉到位,限位正確,運(yùn)行中根據(jù)水質(zhì)情況決定收球網(wǎng)清洗周期。不用的盲孔應(yīng)加蓋板,以免循環(huán)水流產(chǎn)生旋渦使膠球在水室的死角積聚。膠球回收濾網(wǎng)內(nèi)壁要光滑,無毛刺,不卡球。膠球泵的安裝標(biāo)高低于收球網(wǎng)網(wǎng)底,保證其有一定倒灌高度。