循環水系統膠球清洗裝置隱患治理方法

胡高斌，彭 浩，汪 濤，吳沛航

（江蘇國信靖江發電有限公司，江蘇 泰州 214513）

膠球清洗系統在煤電機組有著舉足輕重的作用，膠球系統的穩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，通過網板修復、改變密封結構等方法對收球網進行綜合治理，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，對煤電機組的節能降耗有著重要意義。

1 設備簡介

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

圖1 收球網裝置流程示意圖

由于收球網本體網板間和收球網與循環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水管，影響凝汽器循環水管清洗效果[1]。

2 實施背景

圖2為收球網裝置結構圖，收球網狀態為關閉狀態，結構包括收球網本體、電動執行器、軸承、收球網支架、收球管道、閥門、差壓變送器和密封墊等部件，正常運行時收球網是打開的，而投球及收球狀態下收球網是關閉的，防止膠球漏至長江。

圖2 收球網裝置結構圖

投入膠球時，先檢查系統管道和閥門，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，關閉裝球室頂蓋，將收球網操作至“收球”位，并檢查收球網差壓無報警；為了充分清洗機組凝汽器換熱管內壁，投球、收球至少4 h后方可停止系統運行并清點膠球數量。

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

圖3 收球網網板變形示意圖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，循環水中泥沙含量較高，收球管道可能存在堵塞的現象，若收球管道堵塞，會導致膠球無法回收，從而在收球結束后隨循環水排往長江，收球率低[2]。

圖4 收球網網板變形示意圖2

利用機組C修對收球管道進行檢查，發現收球管道與循環水母管管壁處、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，對循環水旋轉濾網做好定期滾動檢查，發現網板間的間距大于2 mm則進行網板更換，減少了循環水系統下一級流程收球網裝置的雜物附著[3]。

3.2 對收球網網板進行修復

由于循環水中雜物附著會導致收球網前后差壓過大，導致收球網變形。針對此種情況，在機組C修中對收球網網板間隙進行了檢查，發現網板中間間隙達到了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網板進行初步固定，同時利用乙炔焰配合大錘敲擊進行網板形狀矯正，通過火烤、捶打和液壓裝置固定等矯正手段，使得修后收球網網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 收球網網板修復后側視圖

3.3 改造收球網與循環水管壁間的密封結構

通過檢查，發現收球網密封板與循環水管壁間的靜態間距達到20 mm，故在運行循環水壓的作用下，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水管，影響凝汽器循環水管清洗效果。由于收球網運行時需要開和關的轉動，此處間隙過小且同時采取剛性密封會導致收球網與循環水管壁卡澀，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水壓下支撐強度較弱的原因導致膠球泄漏，影響收球率。

故經過專題攻關，發明了收球網與循環水管道間的一種新型密封結構，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，防止收球網在轉動過程中的卡澀。

圖6 收球網與循環水管壁間的密封結構示意圖

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

圖7 改造后收球網與循環水管壁示意圖

3.4 其他影響因素的消除

1）選擇技術規范要求的膠球：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，根據技術規范要求，循環水在換熱管內流速需達到1.6 m/s，根據此流速要求，通過對凝汽器水側換熱管截面積及循泵的出力進行計算，開啟單臺循環水泵換熱管內最大流速最大只能到1.1 m/s，無法達到設計流速要求。故如果收球時開啟單臺循泵，會導致膠球滯留在換熱管道內，收球結束后會跟隨循環水泄漏至長江，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

通過上文對循環水系統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側共回收膠球1 431只，收球率達到了95.4%；在B側共回收膠球1 435只，收球率達到了95.67%，收球網A、B兩側收球率均滿足設計性能考核標準（收球率大于等于95%），較之修前收球率（兩側收球率均小于50%）有大幅提升。

通過對收球網進行結構和操作規范的綜合治理，使得機組膠球清洗裝置的收球率達到設計的性能考核要求，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濟性。