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凝汽器胶球清洗技术在水泥窑余热发电中的应用(1)

 1.概述

  我们平阴山水水泥有限公司建有2条5000t/d新型干法水泥熟料生产线,两条窑预热器出口温度比较低,其中1#窑为305℃,2#窑为295℃。为充分利用水泥窑生产过程中排出的废气余热,节约能源、降低成本,我们委托大连易世达于2007年为其配套建设了一座装机18MW的余热电站。该余热电站于2007年11月并网发电,2007年12月通过性能考核,但到2008年3月发现发电功率逐渐下降,平均发电功率降至14000~15000kW,此时锅炉运行正常,窑状况稳定,但发现凝汽器的真空较大变化,由原来的-0.092~-0.90MPa降到-0.88~0.086MPa;端差由原来的6~8℃上升到11~13℃,说明凝汽器的冷却效果降低。经分析认为是由于换热管束结垢导致水量减少、热阻增加所致,决定采取酸洗措施对冷凝器进行酸洗。我们于2008年6月对冷凝器进行酸洗后,换热管束中污垢被清除,阻力下降。冷凝器的冷却效果明显得到改善,真空提高到了-0.094~-0.92MPa,端差降到5-7℃,发电功率达到15200~16200kW,平均提高1200kW??悸撬嵯粗荒芏ㄆ诮?,周期较长,不能天天进行处理,为此我们于2008年8月上了1套凝汽器胶球清洗装置。每天开启胶球清洗装置清洗一次,其效果与酸洗基本相当。

  2.胶球清洗技术

  胶球清洗技术于本世纪50年代初由前西德人塔布诺格所发明,之后我国开始自行试验研究开发。目前,我国胶球清洗装置的设计、设备性能均接近世界先进水平。

  2.1胶球清洗系统构成

  胶球清洗系统由二次滤网、收球网、装球室、胶球泵、分汇器、阀门管路和电器控制装置构成。

  2.2工作原理

  选用合适的海绵胶球,球的湿态直径比冷却管内径略大一点(约1—2mm),且湿态比重和水相近,将胶球投入装球室内,数量为凝汽器进水室铜管数的15%左右,将装球室封严,然后启动胶球泵,打开系统两端碟阀,胶球就在循环水进出口压力差的作用下,被挤压通过冷却管,对冷却管内径进行一次抹擦,使管内壁污垢随水流带出,胶球随循环水经出水管进入收球网,在收球网板的阻拦下,把胶球分离出来,由胶球泵抽出重新回到装球室,如此循环往复对凝汽器冷却管实现连续自动清洗。当清洗3个小时左右后,操作装球室内的漏斗回位,运行3-5分钟后即可收球。

1、凝气器2、碟阀3、分汇器4、装球室5、二次滤网6、胶球泵7、收球网

  2.3胶球清洗装置各部组件介绍

  (1)二次滤网:二次滤网是循环冷却水净化的主要设备,它清除了大于6mm以上的一切杂物,对确保凝汽器循环水系正常工作,确保胶球清洗系统正常工作起到了关键作用。对于循环水质比较干净的电厂来说就不必再加装二次滤网。

  LDPE型二次滤网由电动机、减速机、转动轴、大链轮、小齿轮、滤网芯,壳体主组成。

  循环水从入口进入滤网,大于6mm的污物被压附在滤网筒外围,启动电机,网芯旋转,污物通过集污箱时,被刮污板挡下,开启排污阀,压力水从网芯内向网芯外反冲洗,污物随水流排出滤网。

  IDPE型二次滤网是WE型、PE型、EDF型HF型二次滤网的升级产品,主要特点:

 ?、俟伟骞挝?,压力水从网内向网芯外反冲洗。

 ?、谕髅婊?,不易形成大网阻。

 ?、圩考捎貌恍飧植牧?,消除易锈损坏小齿轮断轴现象。

  (2)收球网:收球网是胶球清洗系统中的关键设备,它安装于凝汽器出水管段上,它的作用是把胶球从冷却水中分离出来,且必须具备不漏球、不卡球的性能,球被回收后由引出管从收球网引出打回装球室。

  现在生产的收球网是目前最先进的结构形式,它的栅网板可以转动;在胶球装置投运时,网板处于收球位置,在不投运清洗装置时,该栅网板可旋转到与水流方向一致的位置;既减少水阻又起到清除栅板上杂物的作用。网板的转动定位由电动执行机构执行(小型收球网为手动控制)。栅网板到位与否是保证收球网收球效率的关键之处。

 (3)装球室:装球室是胶球清洗装置中用于放球、取球、存储和观察胶球循环情况的装置;它由外壳、漏斗、切换阀等组成,并配有观察窗、放气、放水电磁阀门等。

  (4)胶球泵:它是胶球清洗系统中使胶球进行不断循环的动力设备。该泵是一个专用的无障碍离心泵,其叶轮由两片叶片构成管状通道,它具有不堵球、不切球和对胶球磨损小等优点。

  (5)分汇器:分汇器是一个三通(管)阀。通过其中导向板的切换可使球进入需要清洗的一侧凝气器中。它也可作为收球网胶球引出管的汇合和接球管的分流三通管使用。

  2.4安装说明和注意事项

  (1)胶球清洗装置投运前,首先对凝汽器水室及冷却管内壁硬垢清除干净,冷却管有裂纹和内径变形的一一更换,以便胶球畅通无阻。

  (2)对凝汽器的任何死角部位一一封堵,防止胶球躲藏,影响清洗效果和胶球回收率。

  (3)系统管路布置宜简单、短直、弯头数量尽可能减少。

  (4)合理选用胶球泵,要有足够的流量,出口压力要略大于循环水压力(约0.2MPa以上)。

  (5)定期检查装球室胶球数量,不断补充、满足清洗要求。

  (6)定期检查收球率,如:回收率过低,可检查以下四个方面:

  a、收球网栅板是否处在收球位置,且是否到位。

  b、凝汽器水室是否有杂物,堵塞冷却管口,阻碍胶球的通过。

  c、胶球泵出口压力是否正常

  d、检查胶球破损情况,及时换球。

  3.凝汽器胶球清洗演示

  凝汽器胶球清洗演示详见附件。

  4.技术效果分析

  平阴山水水泥有限公司余热电站汽轮发电机组凝汽器自2008年8月份使用了胶球清洗装置后,取代了酸洗工艺,凝汽器的真空达到-0.094MPa以上,即使在环境温度35℃的高温季节,凝汽器的真空却能保持在-0.090MPa以上。端差小于额定端差8℃,最高达到6℃。根据计算,对平阴山水2条5000t/d水泥窑余热电站,当真空由-0.092MPa升至0.093MPa时,发电量平均提高238kW,当真空从-0.086MPa升至-0.094MPa,发电量提高1270kW。实际数据也是这样,发电功率平均由原来的14000~15000kW提高到目前的15200~16200kW,平均提高了1200kW。如按年运转7200h计算,全年可增加发电量864万kWh,若按每kW电费为0.50元计,全年节省电费支出432万元,经济效益十分明显。

  5.结论

  凝汽器胶球清洗系统是一项成熟技术,它具有结构简单、操作方便、胶球回收率高(≥97%)、二次滤网过滤能力强等特点。应用后可有效清除凝汽器换热管束中的污垢,因此传热热阻显著降低,凝汽器的真空明显提高,真空可从清洗前的-0.086MPa提高到-0.094MPa,发电功率平均提高1200kW,全年节省电费支出432万元??悸俏竦酶玫慕呵蚯逑葱Ч?,建议在上胶球清洗装置之前,最好对冷凝器进行一次酸洗,然后再用胶球清洗装置对冷凝器进行清洗。


文章分类: 行业新闻
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