王學(xué)欣

【摘 要】目前大多數(shù)電廠使用的倒V型收球網(wǎng)因具有收球空間狹窄，收球網(wǎng)和出球口堵塞造成膠球懸浮等缺點(diǎn)，造成膠球清洗裝置投入率和回收率降低。針對如上缺點(diǎn)，提出一種改進(jìn)收球網(wǎng)的方法。針對收球網(wǎng)收球空間狹窄的缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)錐狀收球網(wǎng)，在收球網(wǎng)的四個(gè)側(cè)面設(shè)計(jì)導(dǎo)流管道，在增大通流面積的同時(shí)，增大了出球空間。針對收球網(wǎng)堵塞造成膠球懸浮的缺陷，本設(shè)計(jì)引入zs-511納米自潔涂料，利用其良好的疏水疏油特性，使收球網(wǎng)不易生銹，保持暢通，有效提高收球率。提高收球率從一定規(guī)模上能降低電廠燃煤消耗，減少有害氣體排放量，減少凝汽器膠球清洗系統(tǒng)膠球投放數(shù)量，對節(jié)約資源和能源、保護(hù)環(huán)境具有積極意義。本設(shè)計(jì)方案簡潔、高效，節(jié)能減排效果顯著，具有積極的市場推廣價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】錐狀收球網(wǎng)；收球率；納米自潔涂料；節(jié)能減排

0 引言

為了更好地闡述凝汽器膠球清洗系統(tǒng)收球網(wǎng)改進(jìn)的目的和意義，以下對該問題的研究背景與意義進(jìn)行簡單介紹。

1）問題背景

凝汽器是火力發(fā)電廠中關(guān)鍵的熱交換設(shè)備。在熱交換管路中，微小雜質(zhì)沉淀形成的水垢會(huì)引起汽輪機(jī)排汽壓力的增加， 降低熱交換效率[1]。正常運(yùn)行中凝汽器銅管的清洗采用膠球清洗裝置，從而預(yù)防凝汽器銅管腐蝕損壞，提高凝汽器的換熱效果，減小凝汽器端差，提高凝汽器真空[2]。膠球清洗裝置作為凝汽器中的管路清洗裝置，在保證凝汽器安全運(yùn)行方面也發(fā)揮著很大的作用。

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(yùn)行狀況和清洗效果[3]。

2）改進(jìn)意義

改進(jìn)凝汽器膠球清洗系統(tǒng)收球網(wǎng)從提高收球率入手，改進(jìn)清洗效果，進(jìn)而提高凝汽器的真空度，達(dá)到提高熱效率，減少煤炭的投入量，減少有害氣體和粉塵排放的目的，具有積極的節(jié)能減排意義 。

1 傳統(tǒng)收球網(wǎng)缺陷分析

1.1 膠球清洗裝置工作原理

膠球清洗裝置的工作原理是把濕態(tài)時(shí)比冷凝管內(nèi)徑大1～2mm的海綿膠球放入裝球室，水通過二次濾網(wǎng)裝置進(jìn)入管內(nèi)，清洗時(shí)在膠球泵的作用下膠球被送入循環(huán)水的進(jìn)水管，隨著循環(huán)水的流動(dòng)，利用水的沖擊，使膠球被擠入凝汽器冷凝管中，并使膠球通過冷凝管，利用膠球與凝汽器管的摩擦力將冷凝管內(nèi)壁的雜質(zhì)清洗干凈[1]。

1.2 現(xiàn)有收球網(wǎng)分析

目前，大部分電廠使用的收球網(wǎng)為第三代收球網(wǎng)，第三代收球網(wǎng)與前兩代相比，結(jié)構(gòu)更加緊湊，操作維護(hù)更加方便，適應(yīng)性更強(qiáng)，但是在使用過程中仍體現(xiàn)出一些缺點(diǎn)，有待改進(jìn)與完善。

目前大多數(shù)發(fā)電廠采用的倒V型收球網(wǎng)存在如下缺點(diǎn)和不足：

（1）由于生產(chǎn)廠家制造質(zhì)量原因?qū)е麻g隙較大，冷卻水中的雜質(zhì)容易在此卡住，導(dǎo)致膠球回收率降低。

（2）某些收球網(wǎng)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，會(huì)導(dǎo)致操作不便的問題，例如推動(dòng)遲緩，容易生銹造成卡球等。

（3）出球空間有限，只能在網(wǎng)的兩側(cè)出球。

（4）收球網(wǎng)與筒壁之間的接觸處收到的水的沖擊力很大，長期運(yùn)行，可能會(huì)產(chǎn)生較大的縫隙，容易卡球。

2 設(shè)計(jì)方案

2.1 收球網(wǎng)改進(jìn)基本思路

基于現(xiàn)有收球網(wǎng)的部分缺點(diǎn)，現(xiàn)總結(jié)收球網(wǎng)改進(jìn)基本思路如下：

（1）將倒V型收球網(wǎng)改造成倒錐型。原有收球網(wǎng)為倒V型，呈棱狀，新設(shè)計(jì)的收球網(wǎng)呈錐狀，此設(shè)計(jì)能增大通流面積，使循環(huán)水流通更加順暢。

（2）在收球網(wǎng)四周設(shè)計(jì)導(dǎo)流通道，并且出球口由原來的兩個(gè)改造成四個(gè)。根據(jù)調(diào)研結(jié)果顯示，收球網(wǎng)關(guān)閉不嚴(yán)易造成膠球流失，針對此缺陷，改進(jìn)設(shè)計(jì)的收球網(wǎng)底部設(shè)置了導(dǎo)流通道，此設(shè)計(jì)能使膠球回收過程更加順暢。

（3）在收球網(wǎng)上涂抹zs-511納米自潔涂料。在電廠調(diào)研的過程中發(fā)現(xiàn)，收球網(wǎng)被循環(huán)水中的雜質(zhì)油污等異物堵塞，造成膠球浮于循環(huán)水上部無法回收。因此，新的設(shè)計(jì)中，在收球網(wǎng)表面涂抹了自潔涂料，在防止收球網(wǎng)生銹的同時(shí)，也降低了收球網(wǎng)被堵塞的概率。

2.2 設(shè)計(jì)參數(shù)

根據(jù)電廠中實(shí)際收球網(wǎng)尺寸，設(shè)計(jì)循環(huán)水出水管直徑D為1200mm，收球網(wǎng)高度H為2100mm，收球網(wǎng)四面導(dǎo)流通道與循環(huán)水出水管橫截面夾角？準(zhǔn)為70度，收球管道直徑d為100mm。

2.3 設(shè)計(jì)分析

較之改進(jìn)前的收球網(wǎng)而言，改進(jìn)后的收球網(wǎng)外觀發(fā)生了較大變化，并且表面材質(zhì)也做出了改進(jìn)，現(xiàn)對設(shè)計(jì)方案作出分析。

2.3.1 關(guān)于改進(jìn)后收球網(wǎng)外觀的分析

改進(jìn)后的收球網(wǎng)外觀呈現(xiàn)錐形，與改進(jìn)之前的倒V型收球網(wǎng)相比，最大的改良是提高了通流面積，改良的收球網(wǎng)能360度收球，有效提高收球效率。除此以外，布置在收球網(wǎng)四周的導(dǎo)流管道能提高膠球流動(dòng)效率，避免膠球過度堆積造成的堵塞，使收球過程更加順暢。

2.3.2 關(guān)于改進(jìn)后收球網(wǎng)材料的分析

根據(jù)荷葉原理（即荷葉葉面呈現(xiàn)的極強(qiáng)的拒水性——灑在葉面上的水會(huì)自動(dòng)聚集成水珠，水珠的滾動(dòng)把落在葉面上的塵土污泥粘吸滾出葉面，使葉面時(shí)刻保持干凈），研發(fā)出了zs-511納米自潔涂料，此材料具有如下特質(zhì)：

（1）涂料利用納米材料的雙疏（疏水，疏油）機(jī)理，使涂層的水分有效的排出，并阻止外部水分的侵入。

（2）涂料利用納米材料的特殊功能和其微分子結(jié)構(gòu)，使物體和涂膜形成牢固的爪狀滲透，使涂膜不會(huì)脫落，不起皮，有高強(qiáng)的硬度和耐洗刷性。

（3）涂料利用納米材料的雙界面的物性原理，有效地防止粉塵及油污的侵入，使物體有良好的自潔性。

（4）涂料使用方便，使用方法為直接噴涂在各種物體上。

3 實(shí)驗(yàn)計(jì)算

根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)制作4：1模型進(jìn)行試驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)計(jì)算結(jié)果如下所示。

排汽溫度ts越低，排汽壓力也越低，機(jī)組真空嚴(yán)密性就越好，機(jī)組效率就越高 ，煤炭的利用率就更高。在換裝新的收球網(wǎng)后，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，收球網(wǎng)改進(jìn)后收球率提高11.3%

收球率提高能有效降低凝汽器端差，進(jìn)而降低排氣溫度。根據(jù)調(diào)研數(shù)據(jù)，收球率提高11.3%，理想凝汽器傳熱端差下降約0.7215℃。在換裝新的收球網(wǎng)后，則理想凝汽器排汽溫度下降0.7215℃，則排氣壓力為0.010712MPa，真空值為-0.090613 MPa，真空度為89.081%。

4 可行性分析

膠球清洗投運(yùn)過程中使用的膠球是一種消耗品，一般膠球清洗裝置的收球率的合格范圍為95%以上。然而，目前大多電廠由于收球網(wǎng)存在的種種問題導(dǎo)致投入率和收球率較低，因此，不能保證凝汽器管束內(nèi)壁的清潔度，嚴(yán)重影響凝汽器的換熱效果，使端差水平不斷升高，進(jìn)而降低凝汽器的真空度。真空度的下降將直接增加汽輪發(fā)電機(jī)組汽耗率和熱耗率，從而造成大量的經(jīng)濟(jì)損失。我們的設(shè)計(jì)可以大幅提高膠球清洗裝置的投入率和收球率，從而為電廠創(chuàng)造大量經(jīng)濟(jì)效益，值得在凝汽式火力發(fā)電廠中大量推廣應(yīng)用。

【參考文獻(xiàn)】

[1]陳方圓，田松峰.600MW機(jī)組膠球系統(tǒng)收球率低的分析改進(jìn)[J].應(yīng)用能源技術(shù)，2013（4）：28-30.

[2]焦國榮，高秀芹.凝汽器銅管清洗裝置膠球收球率低原因分析及改進(jìn)措施[C]//全國火電大機(jī)組（600MW 級）競賽第十二屆年會(huì)論文集：315.

[3]邵飛躍.進(jìn)口350MW機(jī)組凝汽器膠球清洗系統(tǒng)改造[J].華電技術(shù)，2008（30），8： 41-43.

[責(zé)任編輯：楊玉潔]