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(jī)械清洗、酸洗、通風(fēng)干燥法、反沖洗法等，但此類方法大多需停機(jī)處理，有其一定的限制性。膠球清洗法對(duì)那些不便于停機(jī)的熱電廠來說，不失為一種行之有效的方法。
從上個(gè)世紀(jì)80年代以來，凝汽器膠球清洗系統(tǒng)已在我國(guó)火力發(fā)電廠普遍存在。凝汽器是將汽輪機(jī)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(jī)的最大一個(gè)輔機(jī)。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(shí)把膠球投入裝球室，啟動(dòng)膠球泵，膠球便在比循環(huán)水壓力略高的壓力水流的推動(dòng)下，經(jīng)凝汽器的進(jìn)水室進(jìn)入銅管進(jìn)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(jìn)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(shí)，自身的彈力作用使它恢復(fù)原狀，并隨水流到達(dá)收球網(wǎng)，被膠球泵入口負(fù)壓吸入泵內(nèi)，循環(huán)反復(fù)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(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行所必需的真空，從而保證整個(gè)熱力系統(tǒng)的高效，提高機(jī)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(jì)對(duì)膠球清洗裝置進(jìn)行反求設(shè)計(jì)，在現(xiàn)有資料的基礎(chǔ)上，針對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)的缺點(diǎn)，對(duì)膠球清洗系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，優(yōu)化設(shè)計(jì)。
凝汽器概述：
電廠凝汽器是汽輪機(jī)的重要輔助設(shè)備，是實(shí)現(xiàn)汽輪機(jī)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(jī)排氣受冷卻凝結(jié)成水，形成高度真空，使進(jìn)汽機(jī)蒸汽能膨脹到低于大氣壓力，多做功，其運(yùn)行工況的正常與否，直接影響到整個(gè)機(jī)組的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
熱電企業(yè)的凝汽式汽輪機(jī)在運(yùn)行中經(jīng)常會(huì)遇到真空逐漸下將的問題，尤其是夏季，凝汽器真空對(duì)汽輪機(jī)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性影響很大，如其它條件不變，真空度每變化1%，汽輪機(jī)的汽耗率平均變化1%~2%,不僅使機(jī)組能耗上升，影響機(jī)組經(jīng)濟(jì)性，還會(huì)威脅機(jī)組安全,嚴(yán)重時(shí)還要降低發(fā)電負(fù)荷。故一般規(guī)定: 排汽壓力升高到0.015Mpa時(shí)，應(yīng)降低負(fù)荷，排汽壓力升高到0.03Mpa左右時(shí)，應(yīng)將負(fù)荷全部卸完，直至按規(guī)定的條件實(shí)行故障停機(jī)，直接影響了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。導(dǎo)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(shí)間的推移逐漸加厚，阻隔了換熱。傳統(tǒng)的方法是停機(jī)全面化學(xué)清洗或進(jìn)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(shí)，日久天長(zhǎng)，由于燕發(fā)損失，要產(chǎn)生濃度，當(dāng)濃度到一定程度，超過了它的溶解度時(shí)，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(xué)原理，循環(huán)水在銅管內(nèi)流動(dòng)分為層流和絮流兩種基本形式。銅管內(nèi)流動(dòng)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(shí)，傳熱系數(shù)平均下降51%，設(shè)備運(yùn)行效率下降50%，而形成水垢時(shí)間僅25 天。如此短時(shí)間內(nèi)造成的嚴(yán)重危害，導(dǎo)致凝汽器長(zhǎng)期處于低效率中運(yùn)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(jī)清洗，依據(jù)凝汽器銅管內(nèi)壁結(jié)垢的嚴(yán)重程度安排清洗次數(shù)。以停機(jī)四天計(jì): 5 萬KW 機(jī)組為例，損火上百萬，還要支付人工.費(fèi)用。硬垢J 酸洗,即使處理得當(dāng)，也要嚴(yán)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(gè)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(jià)格昂貴導(dǎo)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(jī)發(fā)電機(jī)組在運(yùn)行中對(duì)凝汽器冷卻管進(jìn)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(dāng)廣泛，它不僅適用于汽輪機(jī)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(fù)荷的情況下，該裝置可隨時(shí)投入使用，始終保障冷卻管的清潔狀態(tài)，延長(zhǎng)冷卻管的使用壽命，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，已成為提高電廠經(jīng)濟(jì)效益，保障凝汽器安全運(yùn)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(diǎn)(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(jìn)水室銅管數(shù)的10%左右。然后啟動(dòng)膠球泵，打開系統(tǒng)兩端球閥，膠球就在次循環(huán)水進(jìn)口壓力略高一些的水流帶動(dòng)下，進(jìn)入凝汽器水室。因膠球是一個(gè)多微孔柔軟的彈性體，在循環(huán)水進(jìn)出口壓力差的作用下被擠壓通過冷卻管，冷卻管內(nèi)徑進(jìn)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(jìn)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(fù)、循環(huán)往復(fù)對(duì)凝汽器冷卻管實(shí)現(xiàn)連續(xù)清洗。
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