CN103673744A - 电厂凝汽器胶球清洗系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电厂凝汽器胶球清洗系统及方法，该系统包括至少一块垂直方向导球板、至少一块水平方向导球板、多块挡球网和多根送球管以及配套的胶球泵、收球网和储球罐，收球网串联于凝汽器循环水出水管道上，收球网出口与胶球泵入口相连，胶球泵出口与储球罐相连，储球罐出口管道分为若干支管，每个管道上装有一个阀门，阀门出口管道为一根送球管，每根送球管贯穿凝汽器进水室的端盖和凝汽器进水室内挡球网后直接与垂直方向导球板与水平方向导球板围成的区域相连。本发明彻底解决了目前电厂凝汽器冷却管束中间局部重复清洗、外围无法清洗的问题。

Description

电厂凝汽器胶球清洗系统及方法

技术领域

本发明属于发电设备冷却技术领域，尤其涉及一种电厂凝汽器胶球清洗系统及方法。

背景技术

汽轮机排汽压力是影响机组经济性的重要因素，在其它条件不变的情况下，凝汽器的端差直接决定机组排汽压力，是运行中的重要监视参数。凝汽器冷却管水侧的清洁程度是影响凝汽器端差的一个重要因素，凝汽器胶球清洗是在线运行中确保凝汽器换热效果、减小凝汽器传热端差的有效措施。传统的凝汽器胶球清洗方法及系统，如图1所示，是将储球罐11中胶球送入凝汽器进水管1中，然后随水流进入凝汽器进水端水室3，随后进入冷却管，在凝汽器出水端水室7中汇集到出水管8，最后被收球网9收集，返回储球罐11中。但是实际运行中往往存在收球率低、外围冷却管无法清洗而中部换热管重复清洗的问题，凝汽器的换热性能和效果没有得到根本性改善。

另外，传统清洗中的投球率为7-13%，实际运行中，即便在收球率较高的情况下，也有相当于一部分冷却管无法被清洗到，也就是说，相当部分的冷却管被重复清洗了，部分冷却管始终没有胶球通过，无法被在线清洗，是影响凝汽器整体传热性能的主要原因。究其原因，可能跟胶球流动速度和流动距离有关。胶球在水室中的流速低于水的流速，离循环水进水管出口近的冷却管很容易就有胶球进入，而远离此处的冷却管需要等待胶球随水流动到附近才可能有胶球进入。但水室中的水流速度通常远远低于冷却管中的胶球移动速度，绝大多数情况下，首先有胶球进入的冷却管中的胶球从冷却管中完全离开时，较远处的冷却管入口还没有胶球达到。而后的胶球又进入已有胶球离开的冷却管了。如此循环，远端冷却管始终无法有胶球抵达，自然无法被清洗。

近年来，出现了集中投球技术，即在胶球清洗过程中，投球率由传统方式的7-13%改为100%，其初衷是想保证投入的胶球数量不少于冷却管数量，以期每根冷却管都有胶球通过，确保每根冷却管都被清洗。但在实际运行中发现，清洗效果有一定程度的提高，但是在投球率达到50%上下时，收球速率便不再随着投球率的增加而增加，这说明仍有部分冷却管没有胶球通过清洗。除前述原因之外，循环泵扬程流量特性变化影响可能是另一个原因。但是100%集中投球同样存在风险，假定理想情况下所有冷却管均同时有胶球通过，可能形成凝汽器半面清洗的运行问题，如果不降低负荷，对机组安全会带来威胁。

因此提出一种提高冷却管实际冲洗率的胶球清洗方法和系统，具有十分重要的意义。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种电厂凝汽器胶球清洗系统及方法，彻底解决了目前电厂凝汽器冷却管束中间局部重复清洗、外围无法清洗的问题。

本发明的电厂凝汽器胶球清洗系统，该系统包括凝汽器、凝汽器进水室、循环水进水管、循环水出水管，还包括至少一块垂直方向导球板、至少一块水平方向导球板、多块挡球网和多根送球管以及配套的胶球泵、收球网和储球罐，所述垂直方向导球板和水平方向导球板设置在凝汽器进水室中，所述收球网串联于凝汽器循环水出水管道上，收球网出口与胶球泵入口相连，胶球泵出口与储球罐相连，所述储球罐出口管道分为若干支管，每个管道上装有一个阀门，阀门出口管道连接一根送球管，每根送球管贯穿凝汽器进水室的端盖和凝汽器进水室内挡球网后直接与垂直方向导球板与水平方向导球板围成的区域相连；所述垂直方向导球板和水平方向导球板将凝汽器进水室分成若干区域，每个区域对应一组冷却管束和一根送球管，用于清洗凝汽器冷却管的胶球，由胶球泵输送，分别经多根送球管送入凝汽器水室内由垂直方向导球板和水平方向导球板围成的每个区域入口。

    进一步的，每根送球管的出口端上开有尺寸小于胶球直径的网格或孔。

进一步的，储球罐出口端管道分为四路送球管，第一路送球管道经过第一阀门后贯穿凝汽器的进水室的端盖和挡球网，与进水室的第一区域相连；

第二路送球管经过第二阀门后贯穿端盖和挡球网，与进水室的第二区域相连；

第三路送球管和第四路送球管分别经过第三阀门和第四阀门后贯穿端盖分别与进水室第三区域和第四区域相连。

进一步的，所述垂直方向导球板为致密板，所述水平方向导球板远离凝汽器管板的一侧开有网状孔。

进一步的，所述垂直方向导球板位于紧靠管板、凝汽器冷却管束垂直方向中心线处，所述水平方向导球板位于紧靠管板、凝汽器冷却管束水平方向中心线处。

进一步的，所述垂直方向导球板和水平方向导球板分割成的凝汽器进水室区域入口截面均装有挡球网，挡球网上沿向管板方向倾斜0-40度。

进一步的，所述的水平方向导流板远离管板的一端向循环水来水方向倾斜0-40度。

进一步的，所述垂直方向导球板和水平方向导球板的宽度均为进水室端盖和管板距离的一半。

进一步的，所述的垂直方向导球板是由1-20块板并列组成的，水平方向导球板是由1-20块板并列组成。

导球板可以为平板状，也可以为流线状，导球板靠近冷却管入口管板端部分为致密板，远离冷却管入口管板部分可以为致密板，也可以为带尺寸远小于胶球直径的网格或圆孔的滤网状结构；送球管出口端开有尺寸远小于胶球直径的网格或孔。

一种电厂凝汽器胶球清洗方法，依次按以下步骤操作：

先将收球网置于收球状态，再将不少于单个分区冷却管数量的胶球置于储球罐中，打开第一阀门，关闭第二阀门、第三阀门和第四阀门，启动胶球泵，将储球罐中的胶球经第一阀门和第一送球管送入凝汽器水室相应区域，对该区域冷却管束进行清洗，待所有胶球被完全收回后，关闭第一阀门，然后开启第二阀门，第一阀门、第三阀门和第四阀门保持关闭，用胶球泵将储球罐中的胶球经第二阀门和第二送球管送入凝汽器水室，清洗第二区域冷却管束，待所有胶球被完全收回后，关闭第二阀门，依此类推，然后依次开启第三阀门、第四阀门，分别清洗相应区域的冷却管，直至全部清洗完毕、收回所有胶球为止，停止胶球泵，将收球网置于非收球位置。

本发明中，设置的垂直方向导球板和水平方向导球板将凝汽器水室分成若干区域，每个区域对应一组冷却管束和一根送球管，用来清洗凝汽器冷却管的胶球，由胶球泵输送，分别经第一送球管、第二送球管、第三送球管、第四送球管分别送入凝汽器水室内由垂直方向导球板和水平方向导球板围成的每个区域入口。在投入运行时，第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门四个阀门中仅一个保持全开、其余全部关闭，投入胶球对冷却管进行清洗，待投入的胶球全部回收后，关闭处于开启状态的阀门；然后开启另外一个阀门，投入胶球对另一个区域冷却管进行清洗。以此类推，直至全部阀门依次开关一次为止，实现对凝汽器所有冷却管的分区清洗。

综上所述，本系统具有结构简单、清洗区域可控、清洗效果好的特点，彻底解决了目前电厂凝汽器冷却管束中间局部重复清洗、外围无法清洗的问题，使凝汽器传热性能得到明显改善，整个机组的经济性得到提高。

附图说明

图1是电厂凝汽器原有胶球清洗方法及系统示意图；

图2是本发明的一种电厂凝汽器胶球清洗系统示意图；

图3是本发明送球管道、导球板、挡球网的装配示意图；

图4是本发明送球管道、导球板、倾斜挡球网的装配示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

参见图2、图3和图4所示，本发明提供一种集中供球、分区清洗的电厂凝汽器胶球清洗系统，包括凝汽器5、凝汽器进水室3、循环水进水管1、循环水出水管8以及凝汽器垂直方向导球板12、水平方向导球板13、挡球网14、胶球泵10、储球罐11和收球网9，循环水进水管1与凝汽器进水室3相连，凝汽器5的一端通过进水侧管板4与凝汽器进水室3相连，凝汽器5的另一端通过出水侧管板与凝汽器出水室7相连，循环水出水管8进口端连接凝汽器出水室7。收球网9串联于凝汽器循环水出水管道8上，收球网出口与胶球泵10入口相连，胶球泵10出口与储球罐11相连，储球罐11出口管道分为四个支管，每个管道上装有一个阀门，分别为第一阀门15、第二阀门16、第三阀门17和第四阀门18，四个阀门出口侧分别为第一送球管19、第二送球管20、第三送球管21和第四送球管22，四根送球管分上下两层并贯穿凝汽器端盖2进入凝汽器进水室3。四根送球管贯穿凝汽器进水室3的端盖和水室内挡球网14后直接与垂直方向导球板12与水平方向导球板13围成的区域相连。

凝汽器5的进水室3中设置1块垂直方向导球板12和1块水平方向导球板13，垂直方向导球板12和水平方向导球板13将水室分为四个区域，其中下层两个区域入口截面装有挡球网。垂直方向导球板12位于紧靠管板4、凝汽器冷却管束垂直方向中心线处，水平方向导球板13位于紧靠管板4、凝汽器冷却管束水平方向中心线处，垂直方向导球板12与水平方向导球板13的宽度约为进水室端盖2和管板4距离的一半。

垂直方向导球板为致密板，水平方向导球板远离凝汽器管板4的一侧开有网状孔。相应地，储球罐11出口端管道分为四路送球管，第一路送球管道19经过第一阀门15后贯穿凝汽器5的进水室3的端盖2和挡球网14，与进水室的第一区域相连；第二路送球管20经过第二阀门16后贯穿端盖2和挡球网14，与进水室的第二区域相连；第三路送球管21和第四路送球管22分别经过阀门17、18后贯穿端盖2分别与进水室第三、第四区域相连。

垂直方向导球板是由1-20块板并列组成的，水平方向导球板是由1-20块板并列组成的。挡球网上沿向管板方向倾斜5度。水平方向导流板远离管板的一端向循环水来水方向倾斜5度。

该系统送球管有1-20根，每根管道上都有一个阀门。

该系统胶球泵和储球罐分别由1-10套组成。

一种凝汽器胶球清洗方法，操作步骤如下：收球网9置于收球状态，将不少于单个分区冷却管数量的胶球置于储球罐中，打开第一阀门15，关闭第二阀门16、第三阀门17和第四阀门18。启动胶球泵10，将储球罐11中的胶球经第一阀门15和第一送球管19送入凝汽器水室相应区域，对该区域冷却管束进行清洗。待所有胶球被完全收回后，关闭第一阀门15。然后开启第二阀门16，第一阀门15、第三阀门17、第四阀门18保持关闭，用胶球泵10将储球罐11中的胶球经第二阀门16和第二送球管20送入凝汽器水室，清洗第二区域冷却管束。待所有胶球被完全收回后，关闭第二阀门。依此类推，然后依次开启第三阀门、第四阀门，分别清洗相应区域的冷却管，直至全部清洗完毕、收回所有胶球为止，停止胶球泵10，将收球网9置于非收球位置。

清洗时，每次投入的胶球总数最好不低于单个区域对应的冷却管数量。投球率可变，根据每个分区冷却管数量决定，胶球数量不小于该区冷却管数量的100%-110%为最佳。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电厂凝汽器胶球清洗系统，该系统包括凝汽器、凝汽器进水室、循环水进水管、循环水出水管，其特征在于：还包括至少一块垂直方向导球板、至少一块水平方向导球板、多块挡球网和多根送球管以及配套的胶球泵、收球网和储球罐，所述垂直方向导球板和水平方向导球板设置在凝汽器进水室中，所述收球网串联于凝汽器循环水出水管道上，收球网出口与胶球泵入口相连，胶球泵出口与储球罐相连，所述储球罐出口管道分为若干支管，每个管道上装有一个阀门，阀门出口管道连接一根送球管，每根送球管贯穿凝汽器进水室的端盖和凝汽器进水室内挡球网后直接与垂直方向导球板与水平方向导球板围成的区域相连；所述垂直方向导球板和水平方向导球板将凝汽器进水室分成若干区域，每个区域对应一组冷却管束和一根送球管，用于清洗凝汽器冷却管的胶球，由胶球泵输送，分别经多根送球管送入凝汽器水室内由垂直方向导球板和水平方向导球板围成的每个区域入口。

2.根据权利要求1所述的电厂凝汽器胶球清洗系统，其特征在于：每根送球管的出口端上开有尺寸小于胶球直径的网格或孔。

3.根据权利要求1或2所述的电厂凝汽器胶球清洗系统，其特征在于：储球罐出口管道分为四路送球管，第一路送球管道经过第一阀门后贯穿凝汽器的进水室的端盖和挡球网，与进水室的第一区域相连；

第二路送球管经过第二阀门后贯穿端盖和挡球网，与进水室的第二区域相连；

第三路送球管和第四路送球管分别经过第三阀门和第四阀门后贯穿端盖分别与进水室第三区域和第四区域相连。

4.根据权利要求2所述的电厂凝汽器胶球清洗系统，其特征在于：所述垂直方向导球板为致密板，所述水平方向导球板远离凝汽器管板的一侧开有网状孔。

5.根据权利要求4所述的电厂凝汽器胶球清洗系统，其特征在于：所述垂直方向导球板位于紧靠管板、凝汽器冷却管束垂直方向中心线处，所述水平方向导球板位于紧靠管板、凝汽器冷却管束水平方向中心线处。

6.根据权利要求1所述的电厂凝汽器胶球清洗系统，其特征在于：所述垂直方向导球板和水平方向导球板分割成的凝汽器进水室区域入口截面均装有挡球网，所述挡球网上沿向管板方向倾斜0-40度。

7.根据权利要求1所述的电厂凝汽器胶球清洗系统，其特征在于：所述的水平方向导流板远离管板的一端向循环水来水方向倾斜0-40度。

8.根据权利要求1所述的电厂凝汽器胶球清洗系统，其特征在于：所述垂直方向导球板和水平方向导球板的宽度均为进水室端盖和管板距离的一半。

9.根据权利要求8所述的电厂凝汽器胶球清洗系统，其特征在于：所述的垂直方向导球板是由1-20块板并列组成，水平方向导球板是由1-20块板并列组成。

10.一种电厂凝汽器胶球清洗方法，依次按以下步骤操作：

先将收球网置于收球状态，再将不少于单个分区冷却管数量的胶球置于储球罐中，打开第一阀门，关闭第二阀门、第三阀门和第四阀门，启动胶球泵，将储球罐中的胶球经第一阀门和第一送球管送入凝汽器水室相应区域，对该区域冷却管束进行清洗，待所有胶球被完全收回后，关闭第一阀门，然后开启第二阀门，第一阀门、第三阀门和第四阀门保持关闭，用胶球泵将储球罐中的胶球经第二阀门和第二送球管送入凝汽器水室，清洗第二区域冷却管束，待所有胶球被完全收回后，关闭第二阀门，依此类推，然后依次开启第三阀门、第四阀门，分别清洗相应区域的冷却管，直至全部清洗完毕、收回所有胶球为止，停止胶球泵，将收球网置于非收球位置。

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