進口350MW機組凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)改造

介紹了進口350MW機組凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)的設計和運行情況，詳細分析了系統(tǒng)所存在的問題。對設備和控制系統(tǒng)進行改造后，膠球清洗裝置可正常運行，提高了收球率，改造效果明顯。

凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)概況

眾所周知,保持凝汽器較高的真空和較小的端差,是提高機組循環(huán)熱效率的主要方法之一。以125MW機組為例，汽輪機背壓增高0.004MPa,將導致熱耗增加244.5kJ/(kW•h),煤耗增加9.70g/(kW•h);凝汽器端差升高5龍，將導致熱耗增加95.12kJ/(kW•h),煤耗增加3.66g/(kW•h)。

凝汽器冷卻水管內(nèi)壁臟污，會使凝汽器傳熱惡化,排氣壓力升高,真空下降,熱耗增加，影響機組的經(jīng)濟運行，因此，凝汽器膠球清洗裝置是汽輪機熱力循環(huán)和提高熱效率的重要輔助設備。

凝汽器膠球清洗裝置是指在運行的凝汽器的冷卻水中投入一定數(shù)量的膠球，使它們連續(xù)地在冷卻管內(nèi)循環(huán)流過，對冷卻管內(nèi)壁起清洗作用。略大于管內(nèi)徑的彈性膠球在凝汽器內(nèi)通過摩擦管壁，從而起到清洗污垢的作用，并可提高冷卻水管的清潔度,改善真空，降低煤耗,延長管子使用壽命。

回收膠球總數(shù)與投入膠球總數(shù)之比稱為膠球回收率(簡稱收球率)，它能綜合地反映膠球清洗裝置的運行狀況和清洗效果。收球率高表示裝置系統(tǒng)運行正常，單位時間內(nèi)通球數(shù)多,清洗效果好。一般認為收球率應高于90%。收球率低或很快地逐步降低,不僅造成補充膠球量增大,而且有可能堵塞冷卻管和收球網(wǎng),清洗效果差。經(jīng)驗表明,收球率高低也是決定膠球清洗成敗的一個關(guān)鍵圖素，收球率低是推廣應用膠球清洗裝置的大障礙。

保證凝汽器膠球清洗裝置可靠、高標準的收球率、使膠球順利通過凝汽器冷卻水管并有確切的擦洗、讓每一根冷卻管有均等的清洗頻率、確保膠球的摩擦不損傷管壁等，是膠球清洗裝置的技術(shù)關(guān)鍵。

凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)存在問題及分析

影響收球率偏低的主要問題就是跑球和積球。跑球就是膠球隨著循環(huán)水流跑出，跑球的技術(shù)關(guān)鍵問題是收球網(wǎng)，如電動頭力矩不夠或者收球網(wǎng)本身剛度不夠，就會導致在循環(huán)水的沖擊下收球網(wǎng)網(wǎng)板間留有間隙或者收球網(wǎng)限位不對，造成收球網(wǎng)關(guān)閉不嚴。積球就是膠球堵塞在凝汽器鈦管或者積聚進回水室和收球網(wǎng)處。積球多為系統(tǒng)設計問題，凝汽器水室結(jié)構(gòu)不合理、流場分布存在死區(qū)和渦流區(qū)、膠球泵的出力不夠、膠球質(zhì)量不好(如浮在水面)等都會導致積球過多。

利用機組檢修機會，將凝汽器A,B側(cè)循環(huán)水出水管道人孔門打開，檢查收球網(wǎng)的實際位置,發(fā)現(xiàn)電動頭在位置開關(guān)動作時收球網(wǎng)能關(guān)閉嚴密，但是機組正常運行時，電動頭在關(guān)位由于力矩不夠發(fā)生松動而導致收球網(wǎng)關(guān)閉不嚴，采用電動頭力矩動作仍無濟于事。

收球網(wǎng)篩前后壓力變送器損壞后一直未恢復，導致自動反洗無法進行，收球網(wǎng)處雜物垃圾積聚，影響收球。

控制系統(tǒng)設備陳舊老化，部分功能失去，當系統(tǒng)故障時，無法通過調(diào)閱PLC梯形程序來査找故障原因;試圖優(yōu)化控制策略時，無法通過修改PLC梯形程序來實現(xiàn)。因此，控制系統(tǒng)可靠性較差、故障頻繁，會影響膠球清洗的正常進行。

膠球清洗裝置系統(tǒng)的改造

針對膠球清洗裝置系統(tǒng)存在的問題,利用機組檢修機會對設備進行了改造，對控制系統(tǒng)進行了設計、優(yōu)化，即硬件更換、軟件重新編程。

膠球清洗裝置設備的改造

以電動推桿替換電動頭。機組計劃檢修時，釆用無錫東北塘電站輔機廠生產(chǎn)的型號為DT2000-26的電動推桿替換原電動頭，在收球和反洗位置具備自鎖防松功能，確保了膠球清洗裝置系統(tǒng)投運時收球網(wǎng)關(guān)閉嚴密，減少跑球，提高了收球率。

收球網(wǎng)的定位。機組計劃檢修時，將A,B側(cè)循環(huán)水管道人孔門打開，調(diào)整電動推桿至收球和反洗位置時收球網(wǎng)板的實際位置，確保電動推桿的開關(guān)動作位置與收球網(wǎng)板的實際位置保持一致，減少跑球，提高了收球率。

恢復自動反洗功能。機組計劃檢修時，將損壞的收球網(wǎng)篩前后壓力變送器更換為差壓變送器,恢復了自動反洗功能，可不定期將進水室內(nèi)和收球網(wǎng)上的雜物沖洗掉，防止了收球網(wǎng)板因雜物垃圾而關(guān)閉不嚴導致的跑球，提高了收球率。

膠球清洗裝置控制系統(tǒng)改造

膠球清洗裝置控制系統(tǒng)是此次系統(tǒng)改造的重中之重,熱控業(yè)技術(shù)人員根據(jù)系統(tǒng)的需求，拆除原來的德國施奈德公司的PLC,采用新的PLC。考慮到投資成本和技術(shù)熟悉程度，選用了二期儀用空壓機和一期化水系統(tǒng)均使用過的GEFANUC系列90-30可編程控制器。

根據(jù)膠球清洗裝置系統(tǒng)功能重新設計編寫程序，將人-機界面更換為觸摸屏;系統(tǒng)啟動、循環(huán)、收球、停止和收球網(wǎng)反沖洗等實現(xiàn)程序控制，也可手動操作;控制系統(tǒng)簡化,提高了可靠性，程序和定值可方便修改。在自動程序下,人員操作很少，大部分工作由程序完成;所有的操作全部通過觸摸屏實現(xiàn)，并且整個膠球清洗流程可在觸摸屏進行顯示。

在編寫程序過程中，實現(xiàn)了大限度地運用可編程控制器的硬件資源和與之配套的軟件資源，軟化了必不可少的中間環(huán)節(jié)，精簡了硬件回路和設備的目標，體現(xiàn)出了可編程控制器的優(yōu)越之處:簡化、智能、可靠、穩(wěn)定。