膠球清洗/凝汽器膠球清洗系統(tǒng)投入周期降低發(fā)電成本的計(jì)算方法
在凝汽器運(yùn)行中，循環(huán)水中不可避免的要帶入一些贓污，如不及時(shí)進(jìn)行清洗，則隨著運(yùn)行時(shí)間的增加，凝汽器銅管中的污垢逐漸積聚，使凝汽器銅管的傳熱系數(shù)降低，凝汽器端差升高，導(dǎo)致真空隨著下降，機(jī)組功率和效率會(huì)隨之減小叫發(fā)電煤耗升高。膠球清洗裝置的定期正常投用，能及時(shí)清走凝汽器銅管內(nèi)壁污物，使凝汽器管束保持一定的清潔度，對(duì)防止結(jié)垢起到非常重要的作用，目前大多數(shù)電廠膠球清洗系統(tǒng)都采用定期、間斷運(yùn)行的方式，有的電廠規(guī)定每周清洗一次，有的電廠規(guī)定每天清洗一次四。但是對(duì)于膠球清洗裝置的佳投入周期到目前為止還沒有一個(gè)統(tǒng)一的確定方法，即應(yīng)多長(zhǎng)時(shí)間投入一次膠球裝置運(yùn)行，還沒有科學(xué)的依據(jù)。
膠球清洗裝置投入的間隔過短或過長(zhǎng)都會(huì)造成能源浪費(fèi)，在凝汽器清潔率較高時(shí)，投入膠球清洗就得不償失，而如果清洗周期過長(zhǎng)，就會(huì)導(dǎo)致凝汽器銅管內(nèi)的臟污增厚，凝汽器端差升高叫機(jī)組功率和效率也隨之減小。因此，任何時(shí)候采用同一個(gè)固定不變的清洗周期是不合適的叫從而說明了在目前形勢(shì)下確定膠球清洗系統(tǒng)佳投入周期對(duì)節(jié)能降耗的重要性。
提出了1種計(jì)算膠球清洗佳周期的方法，為降低發(fā)電成本提供了一定的理論依據(jù)。
膠球清洗裝置由二次濾網(wǎng)、裝球室、膠球輸送泵和收球網(wǎng)幾大部件組成。凝汽器膠球清洗系統(tǒng)是一種閉合式再循環(huán)管路，1臺(tái)膠球泵利用凝汽器出口水將海綿橡膠球從裝球室中帶出，并將它注入到凝汽器入口水流中，由于管子前后壓差而迫使球通過凝汽器管子。凝汽器出口管上的篩網(wǎng)使球從凝汽器的水流中轉(zhuǎn)至泵，使之再循環(huán)回到冷卻水入口管中。
由于海綿橡膠球直徑稍大于凝汽器管子的直徑，球擦拭管子內(nèi)壁而防止形成污垢的沉積，同時(shí)不破壞管子內(nèi)的保護(hù)膜。再循環(huán)管路中設(shè)有收球室，以便在不需清洗時(shí)從管路中轉(zhuǎn)移出膠球，并可以更換磨損的球。
2.1贓污所引起的汽輪機(jī)功率變化的計(jì)算
通過測(cè)取機(jī)組清潔率隨時(shí)間變化的曲線，就可以得到由于臟污使汽輪機(jī)排汽壓力Pc隨時(shí)間的變化關(guān)系。即：p,-=fM, ⑴其中，岳為汽輪機(jī)排汽壓力，Pa。由汽輪機(jī)功率Pe隨排汽壓力變化關(guān)系曲線，得：P哉（公），⑵結(jié)合式（1）和式（2）,可以得到由于臟污所引起的汽輪機(jī)功率隨時(shí)間的變化式：ARHS），⑶其中，△四為臟污所引起的汽輪機(jī)功率的變化值，kWo當(dāng)清洗系統(tǒng)投入運(yùn)行時(shí)，污垢的清除也是逐漸進(jìn)行的，隨著清洗過程的繼續(xù)，由臟污所造成的損失逐漸減小，直至清洗時(shí)間K噸后，臟污所引起的損失達(dá)到零，在清洗過程中汽輪機(jī)功率隨時(shí)間的變化式如下。AF"）,⑷其中，Ape為在清洗過程中汽輪機(jī)功率的變化值，kW0為簡(jiǎn)化計(jì)算，在不長(zhǎng)的時(shí)間間隔內(nèi)，可以將功率損失曲線近似作直線處理，如圖1所示。
圖1定期膠球清洗的功率損耗線性化曲線
則有:APei=ar,從七(丁_7),其中，T、幾®分別為清洗周期和每次的清洗時(shí)間，h；a為臟污所引起的單位時(shí)間功率損失量，kWh則在一個(gè)清洗周期內(nèi)，汽輪機(jī)由于臟污引起的電量損失即為圖1中兩個(gè)三角形的總面積：W=-^-a（.T-T^）2+^-a（T—T^）T^,其中，W為損失的電量，kW・h。相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)損失為：Yr=ceW,其中，匕為臟污所造成的經(jīng)濟(jì)損失，元；“為電價(jià),元/（kW-h）o時(shí)間，內(nèi)膠球的清洗次數(shù)為：則，經(jīng)濟(jì)損失為：[W=-^-a（T-Ris）2+-^~a（T-T癡）TmJ,
2.2膠球清洗系統(tǒng)佳投入周期的計(jì)算
膠球有效清洗次數(shù)為：yTJTd皿,（11）其中，厶為膠球有效清洗次數(shù)；H為膠球的使用壽命，h（其余公式中同）。時(shí)間7內(nèi)膠球清洗裝置運(yùn)行費(fèi)用為：Yb=（ ）n+y0T. （⑵其中，G,為所投入膠球的總價(jià)值，元（其余公式中同）；加處分別為單位時(shí)間的運(yùn)行費(fèi)用和設(shè)備的折舊費(fèi)用，元/h（其余公式中同）；將式⑼、式（11）代入式（12）,（15）根據(jù)中國(guó)的實(shí)際使用情況，通常假定清洗時(shí)間幾蜘為常數(shù)，顯然，佳清洗間隔（也就是佳清洗周期）是使單位時(shí)間內(nèi)的總費(fèi)用達(dá)極小的清洗間隔。
3應(yīng)用計(jì)算
這里以張家口發(fā)電廠的300MW機(jī)組為例進(jìn)行計(jì)算：機(jī)組型號(hào)：N300-16.7/537/537型中間再熱式，雙缸雙排汽凝汽式汽輪機(jī)；凝汽器型號(hào)：N-17660-3型單背式、單殼體、對(duì)分雙流程、表面式；冷卻面積：17660m2;銅管數(shù)量：20440根；銅管尺寸：025mmx1mmx7220mm;機(jī)組與膠球清洗裝置運(yùn)行數(shù)據(jù)：膠球投入個(gè)數(shù)：50個(gè)~550個(gè)（銅管根數(shù)/4的10%）;單個(gè)膠球價(jià)格：1元；業(yè)人員對(duì)于高精尖技術(shù)設(shè)備的操作能力以及對(duì)各項(xiàng)洗煤工作的理論知識(shí)的有效把握，并通過獎(jiǎng)勵(lì)薪酬等鼓勵(lì)業(yè)的洗煤人才開展對(duì)先進(jìn)技術(shù)的研發(fā)；b)企業(yè)還要積極地做好洗煤工作的科研投入，對(duì)洗煤的方法、技術(shù)、產(chǎn)煤量、節(jié)能生產(chǎn)以及環(huán)境保護(hù)等方面工作進(jìn)行積極地研究，使洗煤工作得以順利實(shí)施。
洗煤工作在整體的煤炭工作中發(fā)揮著極其重要的作用，煤炭企業(yè)的相關(guān)工作人員一定要努力地做好對(duì)洗煤工作技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用，同時(shí)全面地落實(shí)洗煤工作的管理措施，進(jìn)而推動(dòng)洗煤工作的順利開展。膠球壽命7a：120h;每次清洗運(yùn)行費(fèi)用ybxrd(m：70元；每次清洗持續(xù)時(shí)間咨：6h；臟污速度：a=6kW/h-12kW/h,取8kW/h；電價(jià)c,：0.35元/(kW-h)；A=-^-acr=-^-x8x0.35=1.4,C=(Cb/7,a+yb)7,dea„=(55Ox1/120+70/6)6=97.48O(16)佳清洗時(shí)間間隔：T=\片=8.5ho (18)即可認(rèn)為每8.5h清洗一次。
4確保膠球清洗系統(tǒng)有效運(yùn)行的措施
4.1膠球清洗及時(shí)清理二次濾網(wǎng)
膠球在管中只能依靠循環(huán)水作動(dòng)力，清除冷卻管內(nèi)壁上的薄層淤泥或水垢。若循環(huán)水中含有較多的雜物，如水生動(dòng)物、垃圾、碎石及各種有機(jī)物，不僅會(huì)堵塞二次濾網(wǎng)，使循環(huán)水流量減小，不利于膠球的循環(huán)，而且會(huì)堵塞凝汽器的管孔，妨礙膠球的通過。因此要定期清理二次濾網(wǎng)。張家口發(fā)電廠規(guī)定當(dāng)二次濾網(wǎng)差壓N0.02MPa時(shí)，應(yīng)進(jìn)行濾網(wǎng)沖洗。當(dāng)濾網(wǎng)差壓＞0.03MPa時(shí)應(yīng)進(jìn)行清理。
4.2膠球的選用
膠球進(jìn)入凝汽器管內(nèi)后，靠與管壁接觸所提供的擦拭作用進(jìn)行清洗，它的質(zhì)量不但影響到清洗效果，而且關(guān)系到膠球的回收率。如果膠球彈性不好，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行會(huì)磨損管壁，引起凝汽器泄漏，當(dāng)循環(huán)水壓力較低時(shí)，還容易堵塞銅管，使凝汽器真空降低，機(jī)組出力下降，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成被迫停機(jī)的后果。如果選用優(yōu)質(zhì)膠球，膠球價(jià)格增加，但膠球壽命也相應(yīng)延長(zhǎng)，所以膠球的選用要通過經(jīng)濟(jì)性分析和運(yùn)行實(shí)踐來(lái)確定。
4.3注意監(jiān)測(cè)凝汽器水側(cè)管壁臟污程度
在凝汽器運(yùn)行中，通過采用適當(dāng)?shù)姆椒▽?duì)凝汽器水側(cè)管壁臟污程度進(jìn)行監(jiān)測(cè)并及時(shí)處理，對(duì)于保護(hù)汽輪機(jī)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性具有重要的意義。
到目前為止，對(duì)于膠球清洗裝置的佳投入周期還沒有一個(gè)科學(xué)的確定方法，膠球清洗裝置投入的間隔過短或過長(zhǎng)都會(huì)造成能源浪費(fèi)。通過計(jì)算確定了膠球清洗裝置佳的投入周期，為節(jié)能降耗提供了一定的理論依據(jù)。對(duì)張家口發(fā)電廠的8臺(tái)300MW機(jī)組膠球清洗裝置進(jìn)行了應(yīng)用計(jì)算，得出了對(duì)于張家口發(fā)電廠的機(jī)組來(lái)說，膠球清洗周期應(yīng)以8.5h為宜。膠球的價(jià)格越高、投入的膠球數(shù)量越多、膠球清洗運(yùn)行費(fèi)用越高、清洗時(shí)間越長(zhǎng)，則佳清洗周期越長(zhǎng)；反之，臟污速度越快、售電價(jià)格越高，則佳清洗周期越短。在冬季冷卻水溫度比較低，凝汽器清潔率變化對(duì)汽輪機(jī)電功率影響比較小，亦即凝汽器臟污對(duì)汽輪機(jī)電功率影響較小，即臟污速度a較小，則佳清洗周期較長(zhǎng)。
