凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理
目前,清洗凝汽器銅管的方法很多,比如機械清洗、酸洗、通風干燥法、反沖洗法等,但此類方法大多需停機處理,有其一定的限制性。膠球清洗法對那些不便于停機的熱電廠來說,不失為一種行之有效的方法。 從上個世紀80年代以來,凝汽器膠球清洗系統(tǒng)已在我國火力發(fā)電廠普遍存在。凝汽器是將汽輪機的排汽變?yōu)槟Y(jié)水的換熱設(shè)備。它是電站設(shè)備中汽輪機的最大一個輔機。凝汽器的前、后水室和膠球清洗裝置構(gòu)成為凝汽器膠球清洗系統(tǒng)。膠球清洗裝置由膠球泵、裝球室、收球網(wǎng)和管道及其附件組成。清洗時把膠球投入裝球室,啟動膠球泵,膠球便在比循環(huán)水壓力略高的壓力水流的推動下,經(jīng)凝汽器的進水室進入銅管進行清洗。由于膠球輸送管的出口朝下,所以膠球在循環(huán)水中分散均勻,使各銅管的進球率相差不大。膠球把銅管內(nèi)壁抹擦一遍,流出銅管的管口時,自身的彈力作用使它恢復原狀,并隨水流到達收球網(wǎng),被膠球泵入口負壓吸入泵內(nèi),循環(huán)反復清洗。 該系統(tǒng)的功用是: 用膠球清洗凝汽器冷卻管內(nèi)壁的污垢,以保證凝汽器有高的換熱效率,使凝汽器保持汽輪機經(jīng)濟運行所必需的真空,從而保證整個熱力系統(tǒng)的高效,提高機組的出力。膠球清洗裝置已成為凝汽器不可缺少的輔助設(shè)備。 本設(shè)計對膠球清洗裝置進行反求設(shè)計,在現(xiàn)有資料的基礎(chǔ)上,針對現(xiàn)有系統(tǒng)的缺點,對膠球清洗系統(tǒng)進行改進,優(yōu)化設(shè)計。 凝汽器概述: 電廠凝汽器是汽輪機的重要輔助設(shè)備,是實現(xiàn)汽輪機熱力循環(huán)和保證工作效率的設(shè)備,其作用過程是汽輪機排氣受冷卻凝結(jié)成水,形成高度真空,使進汽機蒸汽能膨脹到低于大氣壓力,多做功,其運行工況的正常與否,直接影響到整個機組的安全和經(jīng)濟運行。 熱電企業(yè)的凝汽式汽輪機在運行中經(jīng)常會遇到真空逐漸下將的問題,尤其是夏季,凝汽器真空對汽輪機運行的經(jīng)濟性影響很大,如其它條件不變,真空度每變化1%,汽輪機的汽耗率平均變化1%~2%,不僅使機組能耗上升,影響機組經(jīng)濟性,還會威脅機組安全,嚴重時還要降低發(fā)電負荷。故一般規(guī)定: 排汽壓力升高到0.015Mpa時,應(yīng)降低負荷,排汽壓力升高到0.03Mpa左右時,應(yīng)將負荷全部卸完,直至按規(guī)定的條件實行故障停機,直接影響了企業(yè)的經(jīng)濟效益。導致真空下降的主要原因之一是凝汽器銅管內(nèi)壁污垢的形成。并隨著時間的推移逐漸加厚,阻隔了換熱。傳統(tǒng)的方法是停機全面化學清洗或進行凝汽器半面交替清洗、加阻垢劑。 汽器銅管內(nèi)水垢生成的原因及危害 一般電廠多采用井水、河水和海水作為循環(huán)水,這些天然水中原來就含有能溶解在水中的雜質(zhì)和鹽類,例如重碳酸鈣鹽和重碳酸鎂鹽。把這樣的天然水作為循環(huán)水時,日久天長,由于燕發(fā)損失,要產(chǎn)生濃度,當濃度到一定程度,超過了它的溶解度時,碳酸鹽是不能镕于水的沉淀物,水中超過了此限度的部分鹽類就要沉積在凝汽器的銅管內(nèi)壁結(jié)成硬質(zhì)的鹽垢。根據(jù)流休力學原理,循環(huán)水在銅管內(nèi)流動分為層流和絮流兩種基本形式。銅管內(nèi)流動的循環(huán)冷卻水在外力作用下,以不同的流速流過銅管內(nèi)同一斷面,緊貼管壁的一層,流速很慢(稱為: 邊界滯留層)。水中的CaCO3和粘垢最易滯留在銅管內(nèi)壁上,形成邊界滯留層。據(jù)相關(guān)資料介紹,水冷設(shè)備換熱器中水垢厚度>2.16時,傳熱系數(shù)平均下降51%,設(shè)備運行效率下降50%,而形成水垢時間僅25 天。如此短時間內(nèi)造成的嚴重危害,導致凝汽器長期處于低效率中運行。 傳統(tǒng)清洗方法的缺陷 為解決水垢問題,一部分企業(yè)采用停機清洗,依據(jù)凝汽器銅管內(nèi)壁結(jié)垢的嚴重程度安排清洗次數(shù)。以停機四天計: 5 萬KW 機組為例,損火上百萬,還要支付人工.費用。硬垢J 酸洗,即使處理得當,也要嚴重影響銅管的使用壽命,還不算酸帶來的污染問題。清洮完成后又怎樣呢? 只能保持一個月左右,還過不了夏季; 另一部分企業(yè)在水中加阻垢劑,也能延遲結(jié)垢,但阻垢劑價格昂貴導致成本太高。 凝汽器膠球清洗裝置概述: 膠球清洗裝置是汽輪機發(fā)電機組在運行中對凝汽器冷卻管進行有效清洗的設(shè)備。該裝置使用性能的好壞,直接影響到凝汽器的清潔程度和傳熱效率。該裝置的適用范圍相當廣泛,它不僅適用于汽輪機的凝汽器,同樣也適用于石油、化工等單位的固定管板式熱交換器的冷卻管清洗,在連續(xù)工作不降低負荷的情況下,該裝置可隨時投入使用,始終保障冷卻管的清潔狀態(tài),延長冷卻管的使用壽命,減輕勞動強度,已成為提高電廠經(jīng)濟效益,保障凝汽器安全運行不可缺少的必備裝置。 膠球清洗系統(tǒng)由兩次濾網(wǎng)、收球網(wǎng)、裝球室、膠球泵、分匯器、閥門、管路和電器控制裝置構(gòu)成。 凝汽器膠球清洗裝置工作原理: 選用合適的海綿膠球,球的濕態(tài)直徑比冷卻管內(nèi)徑略大一點(約1-2m),且濕態(tài)比重和水相近。將膠球從裝球室手孔處投入裝球室內(nèi),數(shù)量為凝汽器進水室銅管數(shù)的10%左右。然后啟動膠球泵,打開系統(tǒng)兩端球閥,膠球就在次循環(huán)水進口壓力略高一些的水流帶動下,進入凝汽器水室。因膠球是一個多微孔柔軟的彈性體,在循環(huán)水進出口壓力差的作用下被擠壓通過冷卻管,冷卻管內(nèi)徑進行一次抹擦,使管內(nèi)壁污垢隨水流帶出,膠球、循環(huán)水經(jīng)過水管進入收球網(wǎng),在收球網(wǎng)板的阻攔下,把膠球分離出來,由膠球泵抽出重新回到膠球室,如此反復、循環(huán)往復對凝汽器冷卻管實現(xiàn)連續(xù)清洗。
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