膠球清洗裝置凝汽器管道清洗行業(yè)使用標(biāo)準(zhǔn)
膠球清洗裝置凝汽器管道清洗行業(yè)使用標(biāo)準(zhǔn)，目前在我國(guó)電力工業(yè)中，火力發(fā)電仍占主導(dǎo)地位(約占總發(fā)電量的80%)。因此火電生產(chǎn)同國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著密切的關(guān)系。充分發(fā)揮現(xiàn)有火電設(shè)備的作用，提高火電設(shè)備的利用率，提高汽輪機(jī)效率，保證機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，是為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供更多電力，促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要方面。采用膠球清洗技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)的有效技術(shù)措施之一。而制定標(biāo)準(zhǔn)，又是使膠球清洗技術(shù)充分發(fā)揮實(shí)效的有力保證。
凝汽器膠球清洗裝置
膠球清洗裝置不僅適用于火電廠、核電廠的凝汽器，而且也適用于其它工業(yè)部門與凝汽器結(jié)構(gòu)、工作條件類同的熱交換器。
膠球清洗裝置凝汽器系統(tǒng)
膠球清洗裝置凝汽器系統(tǒng)是由膠球清洗裝置(收球網(wǎng)、膠球泵、裝球室、分匯器等)、膠球管路、閥門、部分循環(huán)水管(膠球管路出口至凝汽器間和凝汽器至收球網(wǎng)進(jìn)口間)及凝汽器等所組成的膠球循環(huán)回路，系統(tǒng)布置方式一般可分為兩種：一種是單元制系統(tǒng)，即凝汽器每側(cè)各配裝一套膠球清洗裝置凝汽器系統(tǒng)、較適合于100MW及以上容量的機(jī)組使用。另一種是共用制系統(tǒng)，即兩個(gè)收球網(wǎng)共用一臺(tái)膠球泵和一個(gè)裝球室，在膠球泵進(jìn)口和裝球室出口各裝一臺(tái)分匯器供切換使用。
這兩種系統(tǒng)中的二次濾網(wǎng)、排污閥和排污管組成循環(huán)水二次過(guò)濾系統(tǒng)。
清洗原理
在膠球清洗裝置凝汽器系統(tǒng)中，由膠球泵將存放在裝球室內(nèi)的濕態(tài)(吸足水后)膠球送入凝汽器循環(huán)二水進(jìn)水管，球隨水流一道進(jìn)入凝汽器，并在水流推動(dòng)下擠進(jìn)并通過(guò)冷卻管，因膠球直徑略大于冷卻管內(nèi)徑，故通過(guò)時(shí)與管內(nèi)壁呈園環(huán)面接觸，可將冷卻管內(nèi)壁全部擦洗一遍，清除一次污垢，除掉的污垢由循環(huán)水帶出凝汽器。粘附在膠球表面的污垢，在膠球離開(kāi)冷卻管出口的瞬間恢復(fù)原狀時(shí)，將其絕大部分彈入水中，剩余部分在球水混合流動(dòng)中經(jīng)洗滌后也能基本除凈。通過(guò)凝汽器的膠球在收球網(wǎng)中集中，再由膠球泵抽出，開(kāi)始二次循環(huán)直到將冷卻管清洗干凈。
膠球清洗的特點(diǎn)及效果
膠球清洗裝置凝汽器系統(tǒng)能在機(jī)組正常運(yùn)行中根據(jù)需要隨時(shí)啟停，設(shè)備較簡(jiǎn)單，操作方便，能徹底清除軟垢，并能明顯減緩結(jié)硬垢的速度，防止垢下腐蝕，并有利于維持汽輪機(jī)佳背壓，提高機(jī)組效率，一般情況下可提高機(jī)組效率1.0~1.5%,每年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤24t/MW以上。缺點(diǎn)是系統(tǒng)水阻略有增加。
電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T581-95制定說(shuō)明
制定目的
膠球清洗裝置在我國(guó)開(kāi)始試用至今已快40年了，大量制造、推廣也有近20年的歷史，產(chǎn)品絕大部分應(yīng)用于電力系統(tǒng)，故設(shè)備設(shè)計(jì)水平、制造質(zhì)量和技術(shù)性能，對(duì)火電安全經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)都有直接影響。目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)膠球清洗裝置和二次濾網(wǎng)的廠家很多，這些廠的技術(shù)力量、設(shè)備條件、工人素質(zhì)、質(zhì)保體系等差異很大，且僅個(gè)別制造廠有企業(yè)或地方等制定的制造標(biāo)準(zhǔn)，其余大部分都處于較盲目的生產(chǎn)狀態(tài)，故產(chǎn)品制造質(zhì)量無(wú)可靠保證。過(guò)去也曾要求用戶訂購(gòu)設(shè)備時(shí)要進(jìn)行驗(yàn)收，但因無(wú)據(jù)可依，驗(yàn)收工作也很難做到有的放矢。這也是設(shè)備在使用中出現(xiàn)某些問(wèn)題的根源所在。另外，近幾年來(lái)新結(jié)構(gòu)型式的換代產(chǎn)品已經(jīng)問(wèn)世，對(duì)制造質(zhì)量等要求更高，為此，我們?cè)诳偨Y(jié)國(guó)內(nèi)多年制造、使用經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，制定了符合我國(guó)國(guó)情的設(shè)備制造和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。
標(biāo)準(zhǔn)名稱
以前，國(guó)內(nèi)多數(shù)介紹膠球清洗裝置的文章和制定的各級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，均把二次濾網(wǎng)歸并在膠球清洗裝置的設(shè)備范圍之中，這一概念不夠確切。
因?yàn)槟z球清洗裝置是膠球清洗裝置凝汽器系統(tǒng)中的設(shè)備而二次濾網(wǎng)則是循環(huán)水二次過(guò)濾系統(tǒng)中的設(shè)備，兩個(gè)系統(tǒng)是相互獨(dú)立的，兩種設(shè)備的作用也不相同，若將其歸并在同一類中實(shí)屬勉強(qiáng)。所以在標(biāo)準(zhǔn)中1章對(duì)它們各自作了明確的定義，即膠球清洗裝置包括收球網(wǎng)、膠球泵、裝球室、分匯器等；循環(huán)水二次過(guò)濾裝置系指二次濾網(wǎng)。
膠球清洗裝置和二次濾網(wǎng)雖是兩種不同的設(shè)備，但關(guān)系較為密切。因?yàn)橐ＷC前者的使用性能，一般都需配套安裝后者。故凡制造膠球清洗裝置的廠家，大都同時(shí)生產(chǎn)二次濾網(wǎng)。對(duì)用戶而言，也同樣存在同時(shí)驗(yàn)收兩種產(chǎn)品的問(wèn)題。這就是標(biāo)準(zhǔn)名稱由兩種設(shè)備名稱組成的原因。
在形成標(biāo)準(zhǔn)DL/T581-95的報(bào)批稿之前，立項(xiàng)制定的是《凝汽器膠球清洗裝置技術(shù)條件》和《凝汽器膠球清洗裝置驗(yàn)收》兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，并完成了各自的報(bào)批稿。由于在兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)制定過(guò)程中有些問(wèn)題一直沒(méi)有得到妥善解決，故對(duì)終形成的結(jié)果并不滿意。所存在的主要問(wèn)題先是每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中都包括有二次濾網(wǎng)方面的內(nèi)容，但標(biāo)準(zhǔn)名稱中均未體現(xiàn)。其次，在內(nèi)容方面，兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中共同需要的部分所占比重很大，而兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)又同處于制定階段不能相互引用，故顯得內(nèi)容重復(fù)過(guò)多。后經(jīng)申報(bào)上級(jí)，同意將兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)合編成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，既包括制造，也包括驗(yàn)收方面的內(nèi)容，并采用了DL/T581-95的標(biāo)準(zhǔn)名稱。
對(duì)標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容和主要規(guī)定的說(shuō)明
適用范圍
本標(biāo)準(zhǔn)原是針對(duì)以水(淡水或海水)為冷卻介質(zhì)的表面式凝汽器用膠球清洗裝置和二次濾網(wǎng)的制造、驗(yàn)收而制定的。從清洗原理來(lái)看，也同樣適用于其它工業(yè)部門的換熱器(結(jié)構(gòu)、使用條件與凝汽器類似)。都能取得良好的效果。
膠球
膠球的質(zhì)量與清洗效果關(guān)系密切。目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)膠球的廠家很多，產(chǎn)品質(zhì)量差異也很大。為保證清洗效果，標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)所使用的膠球提出了具體的質(zhì)量要求，如耐磨，則使用壽命長(zhǎng)；富于彈性，則清洗效果好，自清洗能力強(qiáng)；濕態(tài)相對(duì)密度為1.00～1.15,可避免凝汽器水室充不滿水時(shí)膠球漂浮，而減少參與循環(huán)的膠球數(shù)量；濕態(tài)直徑大于冷卻管內(nèi)徑1～2mm,保證膠球通過(guò)冷卻管時(shí)，與管內(nèi)壁形成園環(huán)面接觸，把管.壁全部擦洗干凈。
正常投球量
“正常投球量”(膠球清洗裝置凝汽器系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，投入運(yùn)行的膠球數(shù)量)是凝汽器單側(cè)單流程冷卻管根數(shù)的7～13%。一般情況下，膠球清洗裝置凝汽器系統(tǒng)每天運(yùn)行30min,冷卻管平均被清洗4～6次，可基本保持管內(nèi)潔凈。由于凝汽器結(jié)構(gòu)(流程數(shù))和膠球管路布置(管路長(zhǎng)短、彎頭數(shù)量等)不同，膠球循環(huán)一次的時(shí)間也不同(一般在20～40s之間),為保證在相同的清洗時(shí)間內(nèi)，對(duì)于膠球循環(huán)一次所需時(shí)間不相同的膠球清洗裝置凝汽器系統(tǒng)，冷卻管具有基本相等的平均清洗次數(shù)(4～6次),就必須確定合理的投球數(shù)量，這就是“正常投球量”規(guī)定為一個(gè)數(shù)量范圍的原由。在特殊情況下，也允許適當(dāng)改變投球數(shù)量，并相應(yīng)改變清洗時(shí)間，但必須達(dá)到所要求的清洗次數(shù)。
以前，提到投球量時(shí)，大都指的是10%。它對(duì)有的系統(tǒng)(膠球循環(huán)一次的時(shí)間為30s)是適中的，但對(duì)有的系統(tǒng)(膠球循環(huán)一次時(shí)間不足30s)將會(huì)造成過(guò)度清洗或清洗不足，不盡合理。這是對(duì)投球量重新定義，并采用“正常投球量”這一概念的原因。
收球率
對(duì)“收球率”作定義時(shí)，充分考慮了系統(tǒng)布置和設(shè)備安裝、運(yùn)行條件，投球數(shù)量，運(yùn)行時(shí)間和收球時(shí)間等影響因素，即除了設(shè)備設(shè)計(jì)水平和制造質(zhì)量外，其它條件基本相同。這樣才能對(duì)膠球清洗裝置的使用性能作出較科學(xué)的判斷，并分出優(yōu)劣。
收球網(wǎng)和二次濾網(wǎng)的型號(hào)及參數(shù)系列
在標(biāo)準(zhǔn)“征求意見(jiàn)稿”和“送審稿”的設(shè)備型號(hào)編制方法及參數(shù)系列一章里，曾包括了收球網(wǎng)和二次濾網(wǎng)的三代、二代產(chǎn)品及一代產(chǎn)品中的一部分。后根據(jù)家們的建議，也考慮到應(yīng)大力推廣使用設(shè)計(jì)新穎、結(jié)構(gòu)緊湊、性能優(yōu)異的三代新產(chǎn)品，并促進(jìn)產(chǎn)品盡早更新?lián)Q代，因此在標(biāo)準(zhǔn)的“報(bào)批稿”中刪去了全部老型產(chǎn)品的內(nèi)容。
焊接殘余應(yīng)力
以前，收球網(wǎng)在使用中曾不止一次的發(fā)生因操作軸被卡設(shè)備不能正常運(yùn)行的情況。主要原因是由于軸承座與筒體焊接后，焊接殘余應(yīng)力消除不徹底，使設(shè)備在運(yùn)行中因殘余應(yīng)力逐漸釋放，引起軸承座歪斜所致。為防止這類現(xiàn)象發(fā)生，故在標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)此問(wèn)題作了相應(yīng)的規(guī)定。
法蘭.
電力設(shè)計(jì)院在設(shè)計(jì)循環(huán)水系統(tǒng)中的平焊法蘭時(shí)，習(xí)慣采用典型設(shè)計(jì)手冊(cè)中的規(guī)定，為適應(yīng)這一要求，本標(biāo)準(zhǔn)也采用了同樣的規(guī)定。由于典型設(shè)計(jì)手冊(cè)不能作為引用標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)，故放在標(biāo)準(zhǔn)附錄中進(jìn)行了說(shuō)明。
膠球泵選擇
選擇膠球泵時(shí)，主要是確定它的揚(yáng)程。從膠球清洗裝置凝汽器系統(tǒng)阻力計(jì)算式可知，泵的揚(yáng)程應(yīng)滿足在克服了膠球清洗裝置凝汽器系統(tǒng)總阻力之后，至少富裕2m(19.6kPa)揚(yáng)程的要求。這樣才能保證膠球被順利地送入循環(huán)水進(jìn)水管中。
收球網(wǎng)安裝
收球網(wǎng)是膠球清洗裝置凝汽器系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，故對(duì)它的設(shè)計(jì)、安裝均有較嚴(yán)格的要求，否則將難保證其使用性能。
收球網(wǎng)設(shè)計(jì)的主要原則之一，是根據(jù)收球網(wǎng)中循環(huán)水的流速，合理選定水流方向與收球網(wǎng)網(wǎng)板間的夾角。
收球網(wǎng)安裝的原則是保證收球網(wǎng)在運(yùn)行中，水流方向與網(wǎng)板間的實(shí)際夾角等于或小于設(shè)計(jì)值，否則會(huì)導(dǎo)致膠球在收球網(wǎng)中流動(dòng)不暢，甚至在某些部位積球。標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)收球網(wǎng)安裝的要求，就是為了保證它的使用性能所作的規(guī)定。
膠球清洗裝置凝汽器系統(tǒng)的使用性能
標(biāo)準(zhǔn)中衡量膠球清洗裝置凝汽器系統(tǒng)使用性能的主要指標(biāo)是收球率，它的數(shù)值由低到高分為合格、良好、優(yōu)秀三個(gè)檔次，這些數(shù)值是根據(jù)過(guò)去的使用經(jīng)驗(yàn)，并本著經(jīng)過(guò)努力多數(shù)能達(dá)到良好、一部分能夠達(dá)到優(yōu)秀的原則確定的。
凝汽器冷卻管清潔程度的衡量指標(biāo)一般是凝汽器的端差、真空度或清潔度。對(duì)新裝機(jī)組，凝汽器清潔度接近100%,或在運(yùn)行條件與機(jī)組投運(yùn)初期基本相同時(shí)端差或真空度接近機(jī)組投運(yùn)時(shí)的水平；對(duì)老機(jī)組，清潔度接近機(jī)組大修后的水平，或在機(jī)組運(yùn)行條件與大修后基本相同時(shí)，凝汽器端差或真空度接近剛大修后的水平，就說(shuō)明凝汽器是在較清潔的狀態(tài)下運(yùn)行。若端差增加、真空度下降或清潔度下降，則說(shuō)明凝汽器已經(jīng)污臟。若這些數(shù)值的變化超過(guò)了設(shè)定值，就需要進(jìn)行清洗。
清潔度是凝汽器污臟程度直接科學(xué)的衡量標(biāo)準(zhǔn)，它與其它因素?zé)o關(guān)，僅取決于凝汽器的臟污程度。據(jù)介紹國(guó)外有采用自動(dòng)監(jiān)測(cè)、自動(dòng)記錄凝汽器清潔度，并以它的設(shè)定值作為控制信號(hào)運(yùn)行的膠球清洗裝置凝汽器系統(tǒng)，但系統(tǒng)較復(fù)雜。
影響端差和真空度的因素較多，其中凝汽器污臟是主要因素。因此用端差和真空度來(lái)衡量凝汽器的清潔程度，雖不太精確但也能說(shuō)明問(wèn)題，且簡(jiǎn)單直觀。故國(guó)內(nèi)的火電廠，大都采用監(jiān)視端差和真空度的辦法來(lái)監(jiān)視凝汽器的運(yùn)行工況。
凝汽器
凝汽器的設(shè)計(jì)、制造和安裝，目前在國(guó)內(nèi)一般都未考慮使用膠球清洗裝置凝汽器系統(tǒng)時(shí)的特殊要求，故在配裝膠球清洗裝置凝汽器系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)根據(jù)情況對(duì)凝汽器作適當(dāng)改造。
a.凝汽器水室的渦流區(qū)(死區(qū))應(yīng)予消除。渦流區(qū)容易引起膠球停滯造成水室積球，影響清洗效果。
b.水室中的隔板竄通縫隙應(yīng)予消除。隔板竄縫會(huì)造成水流短路、部分膠球在進(jìn)水室此縫處停滯，形成水室積球。
c.水室中可能積球的窄縫應(yīng)予消除。此縫往往是由于水室四壁或中隔板與端蓋間的密封墊尺寸選擇不合適所致。當(dāng)縫深超過(guò)0.5D(D為濕態(tài)膠球直徑)、縫寬在0.3～1.0D時(shí)，就可能引起積球，有的電廠就發(fā)生過(guò)這種情況。
d.對(duì)于舊凝汽器，在膠球清洗裝置凝汽器系統(tǒng)投運(yùn)前，應(yīng)徹底清除水室中(包括四壁)的垢片、銹片及一切雜物，以免堵塞收球網(wǎng)或冷卻管，阻礙膠球運(yùn)動(dòng)。
e.因膠球除硬垢的能力甚微，僅能明顯減緩結(jié)硬垢的速度，故對(duì)已結(jié)硬垢的冷卻管，膠球清洗裝置凝汽器系統(tǒng)投運(yùn)前，應(yīng)采取可靠措施徹底除垢，以保證凝汽器能在較長(zhǎng)的一段時(shí)間里高效地工作。
在膠球清洗裝置凝汽器系統(tǒng)中，也可采用金剛砂球(特種膠球)清除硬垢。但使用時(shí)須特別慎重，切勿劃傷管壁，一旦垢層基本除凈后，應(yīng)立即停用，并改用膠球清洗。采用金剛砂球除垢時(shí)，濕態(tài)金剛砂球的直徑應(yīng)小于冷卻管內(nèi)徑1～2mm。
循環(huán)水
a.循環(huán)水量的變化范圍宜保持在設(shè)計(jì)值的±15%之內(nèi)�？刂蒲h(huán)水量的目的在于控制流速。流速小膠球不易通過(guò)冷卻管，情況嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)ㄔ诠芸诨蚬苤�；流速過(guò)高時(shí)，會(huì)引起在收球網(wǎng)的某些部位積球，甚至?xí)鹗涨蚓W(wǎng)的某些部件變形。這就是在標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)循環(huán)水流量變化范圍作了原則性規(guī)定(見(jiàn)標(biāo)準(zhǔn)文本)的理由。
b.循環(huán)水一次過(guò)濾裝置應(yīng)完好、運(yùn)行正常且過(guò)濾效果能滿足膠球清洗裝置凝汽器系統(tǒng)的要求。否則必須配裝二次濾網(wǎng)。標(biāo)準(zhǔn)中還規(guī)定了“在開(kāi)式循環(huán)水系統(tǒng)中，即使?jié)M足上述條件也應(yīng)安裝二次濾網(wǎng)”。因?yàn)殚_(kāi)式循環(huán)水的水質(zhì)較差，實(shí)際上目前常用的一次過(guò)濾裝置，往往達(dá)不到所要求的過(guò)濾精度，因此，也應(yīng)考慮二次濾網(wǎng)的配裝。
c.凝汽器水室應(yīng)充滿水。因國(guó)產(chǎn)膠球質(zhì)量一般不太穩(wěn)定，相對(duì)密度相差較大，若運(yùn)行中水室充水不滿，就會(huì)造成部分膠球漂浮于水室水面，不再參與循環(huán)，導(dǎo)致收球率下降，清洗效果變差。
保證期
保證期在標(biāo)準(zhǔn)“征求意見(jiàn)稿”和“送審稿”中，分別規(guī)定為設(shè)備發(fā)貨后的18個(gè)月和24個(gè)月。根據(jù)我國(guó)火電機(jī)組的安裝周期，并采納了家們的部分建議，在“報(bào)批稿”中修改為“保證期一般為機(jī)組投運(yùn)后12個(gè)月”,這就避免了設(shè)備運(yùn)抵現(xiàn)場(chǎng)后還未安裝、運(yùn)行，就已經(jīng)超過(guò)了保證期的矛盾。
膠球清洗裝置系統(tǒng)是一種效果較好的凝汽器清洗方法，為保證膠球清洗裝置凝汽器系統(tǒng)的使用性能，用戶除了在訂貨時(shí)，應(yīng)選擇有正式設(shè)計(jì)單位、有一定業(yè)績(jī)、且按電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制造、能夠保證質(zhì)量的產(chǎn)品以外，還應(yīng)按電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中的要求進(jìn)行系統(tǒng)布置、設(shè)備安裝和創(chuàng)造運(yùn)行條件，并注意學(xué)習(xí)兄弟單位的成功經(jīng)驗(yàn)，提高運(yùn)行管理水平，使膠球清洗裝置凝汽器系統(tǒng)充分發(fā)揮它應(yīng)有的作用。
