電動(dòng)旋轉(zhuǎn)反沖洗二次濾網(wǎng)及膠球清洗裝置在電廠循環(huán)水中的應(yīng)用研究

　　查莊矸石熱電廠隸屬于肥城礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司電力分公司，位于肥城市石橫鎮(zhèn)境內(nèi)，占地面積約2.6公頃。終期建設(shè)規(guī)模為三爐三機(jī)，裝機(jī)容量3×6MW，分二期建設(shè)，其中一期工程規(guī)模為二爐二機(jī)，配兩臺(tái)35t/h中溫中壓循環(huán)流化床鍋爐（鍋爐型號(hào)：YG-35/3.82-M6）、兩臺(tái)可調(diào)整抽汽式汽輪發(fā)電機(jī)組（汽輪機(jī)型號(hào)：C6-3.43/0.49，發(fā)電機(jī)型號(hào)：QFW-6.8-2），裝機(jī)容量2×6MW，年設(shè)計(jì)發(fā)電量7800萬千瓦時(shí)，該工程于2001年11月20日開工建設(shè)，2002年12月12日投產(chǎn)發(fā)電。電廠二期工程規(guī)模為一爐一機(jī)，配一臺(tái)35t/h中溫中壓循環(huán)流化床鍋爐（鍋爐型號(hào)：YG-35/3.82-M6）、一臺(tái)可調(diào)整抽汽式汽輪發(fā)電機(jī)組（汽輪機(jī)型號(hào)：C6-3.43/0.49，發(fā)電機(jī)型號(hào)：QFW-6.8-2），裝機(jī)容量1×6MW，年設(shè)計(jì)發(fā)電量3900萬千瓦時(shí)，該工程于2004年4月份開工建設(shè)，經(jīng)集團(tuán)公司批準(zhǔn)同意，2004年首先施工安裝一臺(tái)35t/h中溫中壓循環(huán)流化床鍋爐及熱力系統(tǒng)、除灰渣系統(tǒng)、供水系統(tǒng)、熱工控制系統(tǒng)及附屬工程等，暫時(shí)形成三爐二機(jī)運(yùn)行規(guī)模。

　　發(fā)電廠的凝汽設(shè)備是由表面式凝汽器、循環(huán)水泵、凝結(jié)水泵、抽氣器等組成。其中凝汽器的作用是將在汽輪機(jī)中做完功的蒸汽的排出壓力盡可能地降低，從而使蒸汽在汽輪機(jī)中的可用焓降達(dá)到最大，以提高汽輪機(jī)的工作效率；另一個(gè)作用是把在汽輪機(jī)內(nèi)做完功的排汽冷卻凝結(jié)成優(yōu)質(zhì)水，重新送回鍋爐循環(huán)使用。

　　查莊矸石熱電廠的凝汽器冷卻面積是560m2，冷卻水量為1748 m3/h，銅管直徑Ф20 mm。隨著電廠運(yùn)行時(shí)間的增長，汽輪機(jī)的汽耗率越來越高，由電廠新建投產(chǎn)時(shí)的4.9kg/kwh左右增加到目前的5.406kg/kwh左右（注：汽輪機(jī)汽耗率＝汽機(jī)進(jìn)汽量/發(fā)電量，是反映汽機(jī)效率的一個(gè)重要指標(biāo)），分析其主要原因就是凝汽器銅管內(nèi)壁結(jié)垢，導(dǎo)至循環(huán)水進(jìn)水量的降低，熱交換減少，真空降低，從而嚴(yán)重影響了汽輪機(jī)工作效率，造成汽耗較高；針對(duì)凝汽器銅管內(nèi)壁結(jié)垢的現(xiàn)象，每年必須對(duì)凝汽器清洗一次，造成設(shè)備維修費(fèi)用的持續(xù)增長。經(jīng)過一段時(shí)間的現(xiàn)狀調(diào)查研究分析，對(duì)電廠汽輪機(jī)凝汽器清洗技術(shù)進(jìn)行改造，加裝連云港市萬達(dá)電站輔機(jī)廠制造的電動(dòng)旋轉(zhuǎn)反沖洗二次濾網(wǎng)，可有效清除或減少冷卻管內(nèi)的污垢，降低凝汽器端差，提高凝汽器真空，以提高汽輪機(jī)運(yùn)行效率。

　　1、凝汽器冷卻管清洗現(xiàn)狀

　　1.1、現(xiàn)使用二次濾網(wǎng)為固定網(wǎng)芯，水流外旋清污，自清污能力差，根據(jù)現(xiàn)場安裝情況分析，根本無清潔功能，導(dǎo)致循環(huán)水流量受阻，影響膠球清洗系統(tǒng)的正常投運(yùn)及機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

　　2.2、收球網(wǎng)為固定漏斗網(wǎng)，該收球網(wǎng)無反洗功能，膠球系統(tǒng)剛投運(yùn)時(shí)，收球網(wǎng)板污物也隨著增加，由于污物的影響，導(dǎo)致收球率下降，使凝汽器銅管內(nèi)壁產(chǎn)生污垢，銅管換熱量減少，機(jī)組真空下降，端差上升，形成惡性循環(huán)。由于過濾精度、排污能力及收球網(wǎng)、收球率達(dá)不到國家標(biāo)準(zhǔn)，而全部停運(yùn)。既達(dá)不到清洗過濾目的，也影響循環(huán)水通流面積。

　　2、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)

　　系統(tǒng)的總體目標(biāo)就是要確保循環(huán)水進(jìn)水壓力、流量達(dá)到凝汽器正常工作的要求，凝汽器銅管不結(jié)垢，真空值提高到-0.095MPa以上，汽輪機(jī)汽耗率降低到電廠設(shè)計(jì)值5.077kg/kwh以下，提高汽輪機(jī)運(yùn)行效率。整體工藝流程見下圖：

　　3、設(shè)計(jì)方案

　　3.1更換加裝電動(dòng)旋轉(zhuǎn)反沖洗二次濾網(wǎng)及旋擺自鎖反沖洗收球網(wǎng)，網(wǎng)孔Φ6.5mm，自清污能力強(qiáng)，網(wǎng)芯旋轉(zhuǎn)，刮污板刮污，反向水流從網(wǎng)芯內(nèi)側(cè)向網(wǎng)芯外側(cè)反沖洗清污，以阻礙雜物進(jìn)入凝汽器，確保凝汽器進(jìn)水壓力。

　　其工作原理是：經(jīng)過一次濾網(wǎng)過濾的冷卻水中還含有不少懸浮物和有機(jī)物，經(jīng)過循環(huán)水泵壓入二次濾網(wǎng)再過濾，使水質(zhì)進(jìn)一步凈化，當(dāng)懸浮物和有機(jī)物及其它雜物在二次濾網(wǎng)中積聚到一定程度時(shí)，濾網(wǎng)的前后水壓差增加到規(guī)定數(shù)值時(shí)，便開啟壓力水泵、旋轉(zhuǎn)電機(jī)、排污閥門等，使網(wǎng)芯以5-10轉(zhuǎn)/分旋轉(zhuǎn)，自動(dòng)進(jìn)行清理積聚的污物，當(dāng)污物排出后，濾網(wǎng)前后水壓差恢復(fù)正常時(shí)則自動(dòng)關(guān)閉配電箱的控制機(jī)構(gòu)，完成排水工作過程。

　　3.2對(duì)膠球清洗裝置進(jìn)行改造，更換原固定漏斗網(wǎng)，加裝連云港市萬達(dá)電站輔機(jī)廠旋擺自鎖反沖式洗收球網(wǎng)，以使膠球在此循環(huán)水進(jìn)出口壓力差的作用下，被擠壓通過冷卻管，對(duì)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，膠球經(jīng)循環(huán)水進(jìn)入收球網(wǎng)收回，從而保證凝汽器銅管不結(jié)垢堵塞，確保了汽輪機(jī)真空。

　　其工作原理是：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20%左右。然后啟動(dòng)膠球泵，打開系統(tǒng)兩端蝶閥，膠球就在此循環(huán)水進(jìn)出口壓力差的作用下，被擠壓通過冷卻管，對(duì)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，膠球隨循環(huán)水經(jīng)出水管進(jìn)入旋擺自鎖反沖洗收球網(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裝球室，如此循環(huán)往復(fù)地對(duì)凝汽器冷卻管實(shí)現(xiàn)連續(xù)自動(dòng)清洗。

　　連云港市萬達(dá)電站輔機(jī)廠的膠球清洗裝置在冷凝器清洗工藝流程見下圖：

　　4、主要特點(diǎn)

　　4.1膠球清洗裝置是汽輪發(fā)電機(jī)組在運(yùn)行當(dāng)中對(duì)凝汽器冷卻管進(jìn)行清洗的最佳設(shè)備。該裝置使用性能的好壞，直接影響到凝汽器的清洗程度和傳熱效率。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)荷的狀態(tài)下，該裝置可隨時(shí)投入使用，始終保持冷卻管的清潔狀態(tài)，延長冷卻管的使用壽命，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，是提高電廠經(jīng)濟(jì)效益，保障凝汽器安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行不可缺少的必備裝置。

　　其具有以下特點(diǎn)：

　　(1)、設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)新穎合理；

      (2)、操作方便；

　　(3)、膠球回球率高（≥90%）；

　　(4)、二次濾網(wǎng)過濾能力強(qiáng)。

　　4.2旋轉(zhuǎn)式反沖洗二次濾網(wǎng)，用于火力發(fā)電廠凝汽器冷卻水的過濾與去雜質(zhì)，它安裝在凝汽器兩側(cè)的進(jìn)水管道上，每個(gè)凝汽器左右各裝一只，它可隔斷固態(tài)顆粒及大部分泥沙進(jìn)入凝汽器銅管，隔斷塊狀物質(zhì)與軟性物質(zhì)，避免堵塞銅管從而改善凝汽器的工作性能，增加發(fā)電量，其特點(diǎn)是：

　　(1)、傳動(dòng)網(wǎng)芯的齒輪與循環(huán)水隔絕，封閉式潤滑，齒輪不再受水中砂粒的磨損和腐蝕。

　　(2)、傳動(dòng)齒輪的尺寸小，密封室對(duì)水流通道，不造成任何阻礙。

　　(3)、網(wǎng)芯因故卡住，電動(dòng)機(jī)自身的熱敏保護(hù)起到保護(hù)作用。

　　(4)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的軸與濾網(wǎng)之間采用花鍵聯(lián)接，使裝拆大為方便。

　　(5)、網(wǎng)芯上的雜質(zhì)無論沉與浮的均可在壓力水反沖洗時(shí)全部沖走。

　　(6)、所有零件均按電力傳動(dòng)最大扭矩設(shè)計(jì)，機(jī)械強(qiáng)度可靠。

　　(7)、可使網(wǎng)芯潔凈永不堵塞。

　　5、結(jié)論

　　電動(dòng)旋轉(zhuǎn)反沖洗二次濾網(wǎng)及新型膠球清洗裝置在查莊矸石熱電廠應(yīng)用后，通過2009年的實(shí)際運(yùn)行分析，制約電廠經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵指標(biāo)――汽耗率大大降低，由原來的5.406kg/kwh可降至5.014kg/kwh。汽耗率降低為：5.406－5.014＝0.392kg/kwh。

　　5.1、參照2006年至2009年查莊矸石熱電廠平均發(fā)電量1億kwh電計(jì)算，每年節(jié)約新蒸汽1億kwh×0.392 kg/kwh＝39200噸，按電廠每噸新蒸汽耗標(biāo)煤120kg計(jì)算，節(jié)約標(biāo)煤為39200噸×120kg/T＝4704噸，按發(fā)熱量5000kcal/kg計(jì)算，折原煤4704噸×7000kcal/kg/5000kcal/kg＝6585.6噸，按每噸原煤500元/噸計(jì)算，每年可節(jié)約資金：6585.6×500＝329.28萬元。

　　5.2、通過此次改造，凝汽器真空提高，兩臺(tái)機(jī)組運(yùn)行時(shí)由原來的開啟三臺(tái)循環(huán)水泵變?yōu)殚_啟一臺(tái)循環(huán)水泵即可滿足運(yùn)行。經(jīng)核算，廠用電率由原來的15.28％降為現(xiàn)在的12.2％，廠用電率降低了15.28％-12.2％＝3.08％，節(jié)約廠用電量為1億kwh×3.08％＝308萬kwh，按每kwh電0.53元計(jì)算，節(jié)約資金：308萬kwh×0.53元/kwh＝163.24萬元。

　　5.3、每年節(jié)約清洗凝汽器費(fèi)用約4萬元。

　　5.4、改造后，無需專門停機(jī)清洗凝汽器，按每次清洗凝汽器需停機(jī)48小時(shí)，影響發(fā)電量為48小時(shí)×0.6 kwh＝28.8萬kwh計(jì)算，兩臺(tái)機(jī)組每年節(jié)約費(fèi)用為：2×28.8×0.53＝30.5萬元。

　　合計(jì)：年增加效益為：329.28+163.24＋4＋30.5＝527.02萬元。

　　電動(dòng)旋轉(zhuǎn)反沖洗二次濾網(wǎng)在電廠應(yīng)用后，大大降低了汽輪機(jī)的汽耗率，提高了汽輪機(jī)運(yùn)行效率，減少了設(shè)備維修費(fèi)用，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了電廠的經(jīng)濟(jì)效益，確保了電廠的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。