凝汽器不锈钢波纹管水力除垢.pdf

第11 卷 (2009 年第 12 期)电 力安全技 术 凝汽设备是凝汽式汽轮机装置的重要组成部分 之一， 它的工作情况直接影响到整个装置运行的经 济性、可靠性。目前，许多电厂凝汽器水侧结垢问 题都比较突出，越来越引起人们的重视。以往对于 比较硬的水垢一直没有很好的去除办法， 很多厂家 采用酸洗或者用机械式水刮刀切刮来去除水垢， 这 些方法费时、费力、费用比较高，而且对换热管的 腐蚀和伤害比较大，会大大缩短凝汽器的使用寿 命。某电厂采用高压水对凝汽器进行清洗，实践证 明这是一种安全可靠、经济有效的方法。 1机组运行情况 电厂采用上海汽轮机厂生产的A151型125MW 汽轮机机组。凝结器型号为 N-7100-III，设计参数 为：冷却面积：7100m2；冷却水量：18100m3/h； 冷却水阻：5.2m 水柱；冷却水温：20，最高 33 ；管材质：TP305，厚度0.7mm；管数量：12076 根；管规格： 25mm 0.7mm 7565mm；汽 侧设计压力：0.093 16 MPa；水侧最大工作压力 0.1471MPa；一机一塔；单元制循环水系统。 管材性能为，材质：P304；状态：退火；抗拉 强度： 515MPa；屈服强度：205MPa；伸长 率：35%；弹性模量：193GPa。 自2004年机组凝汽器更换不锈钢波纹管以来， 电厂一直开展循环水加药阻垢工作。2006年，2台 同类型机组大修中， 分别对其不锈钢波纹管取样检 查，其中一台机组没有发现结垢倾向，而另一台机 组结垢明显。2007年2月再次进行检查，已发现有 结垢的机组凝汽器不锈钢管结垢比较普遍， 端差最 高达到7，没有达到电厂阻垢的预期效果。 2结垢原因分析 (1) 补水方式方面。2005 年，该结垢机组仅上 半部份不锈钢管(靠近排汽口)结垢，厚度0.22mm; 下半部分几乎没有垢层。 2006年夏季， 受旱情影响， 由于正常补水线的来水量不能满足生产需要， 只能 将河水抽入该机组冷却塔作补水用。 该机组冷却塔 刘庆 （贵州华电遵义发电有限公司，贵州 遵义563000） 凝 汽 器 不 锈 钢 波 纹 管 水 力 除 垢 离河岸最近，由于河水水质比较恶劣，对凝汽器不 锈钢管的结垢影响较大， 使其下部不锈钢管也开始 结垢。 与2005年相比， 不锈钢管早期的结垢厚度没 有增加，只是结垢的管道数量明显增多。 (2) 加药阻垢方面。电厂 2 台机组补水方式相 同，但其冷却塔补水管线远近却不同。为了维持大 池水位，补水管线长的冷却塔的补水门开度比较 大，补水量也较大。由于2台机组共用一个加药箱 和加药管，在相同的加药量下，补水量的不同使机 组循环水中 Ca，Mg离子和无机盐浓缩倍率存在差 异，相应的阻垢效果也不同。结垢机组的循环水中 Ca，Mg离子和无机盐浓缩倍率高于另一台机组0.2 0.3。 加药量没有根据补水的变化而变化， 在发现 结垢现象后，也没有在加药量上作相应调整，最终 导致机组凝汽器不锈钢管普遍结垢。 此外，该电厂循环水流速具有高速和低速2种 状态(循环转速夏季 375 r/min，冬季 333 r/min)， 但是电厂没有根据循环水流速的不同采取不同的加 药控制手段。 (3) 除垢方式方面。长期以来，电厂只使用普 通胶球清洗凝汽器设备， 在发现不锈钢管结垢后也 未改用除垢力强的金刚砂胶球， 因此在胶球除垢的 这一环节上存在不足。 3除垢措施 目前， 国内除垢方式大体上分为化学除垢和物 理除垢， 化学除垢又可以分为无机酸和有机酸除垢 2种。 化学除垢在实际操作中需要考虑的安全因素较 多，包括环境保护、易燃易爆、药量控制和管道腐 蚀等，因而事前需要准备的条件较多。如，凝汽器 与进出水管道的隔离密闭、清洗过程的定时排氢、 污水的处理排放、加药量的调控等。 物理除垢就是不使用化学物质， 直接采用普通 水源，通过专用设备将其加压，再采用特殊喷嘴强 力除垢，即高压水旋转除垢；也可以采用机械刀具 旋转刮擦除垢。 Jianxiuweihu 检 修 维 护 44 5 第11 卷 (2009 年第 12 期)电 力安全技 术 热力发电厂为了提高机组热经济性， 一般均采 用给水回热系统， 即利用汽轮机抽汽在回热加热器 中对锅炉给水进行加热， 一方面使进入锅炉的给水 温度升高， 使部分工质的汽化潜热重新在循环中得 到利用；另一方面使进入凝汽器的排汽减少，从而 减少冷源损失，因此大型机组均设有高、低压加热 器。 而加热器的水位是监视加热器是否安全运行的 一个重要指标， 一旦加热器出现泄漏， 水位下降， 将 危及汽轮机组的安全运行。下面对某电厂 2号机组 郑金华，黄文强 （连州发电厂，广东 连州513400） 虹 吸 现 象 导 致 机 组 低 加 水 位 大 幅 度 波 动 的 原 因 停运后 2号低加水位波动的原因进行分析。 1虹吸现象及原理 生活中经常见到汽车司机给汽车加油的情况， 用一根弯曲的管子，一端插入桶内油面下，另一端 放在桶外， 让管口低于油面， 先使管子里充满汽油， 然后打开下端管口并放入汽车油箱， 这时汽油会通 过管子源源不断地从油桶流入汽车油箱内， 这就是 虹吸现象，弯曲的管子称为虹吸管。虹吸现象的发 高压水旋转除垢技术不需要具备特殊的条件， 在常规的条件下就可以投入；不存在环境污染、易 燃易爆等安全隐患，且压力可调。而旋转刀具除垢 对波纹管完全不适用。 综合多方面意见后， 电厂决定采用高压水自进 式旋转水力除垢技术在小修期间对该结垢机组进行 除垢。 根据现场情况，选用 40MPa60MPa 的高压 清洗设备对凝汽器不锈钢管内壁垢层进行逐根清 洗。结合凝汽器结垢的具体情况，选用进口组合魔 鬼自进式清洗旋转枪头，其结构如图1所示。它能 在射流喷嘴旋转的情况下产生具有三维速度的射流 质点并沿着螺旋线轨迹运动而形成扩散状射流。 这 不同于喷嘴绕一固定轴旋转而导致的射流旋转， 而 是将一维纯轴向水流导引成具有轴向、 切向和径向 三维速度的流动， 可使高压水流与冷凝管内壁全面 接触、无死角，清洗干净彻底，可将垢层、氧化层 彻底消除。 图魔鬼自进式清洗旋转枪头结构示意 4实际应用效果 上述高压清洗设备操作简单， 以垢层脱落为目 的， 水压力可控制在任何压力值(尽可能偏低， 以确 保换热管机械强度的稳定性)。 工作水压调整范围控 制在 40MPa50MPa，无须达到高限值就能脱垢， 水压远远低于管材的承受强度， 不会因水压而产生 泄漏。工作人员需穿着防水衣，手拿枪头扳机，随 时控制水的开关来切断和开启水源， 同时要避免操 作失误以保证安全。 到电厂机组小修结束验收时， 该高压清洗设备 的除垢量约39 袋，每袋重约 35kg，合计 1.365t。 机组小修完毕投入运行后， 负荷125MW下， 过 热器压力 13.10MPa13.14 MPa；调节级后压力 9.8 MPa；凝汽器端差 2.13 ，比上年同期(4.3 )还好，并长期稳定在 3.3以下。可以看出，清 洗除垢的目的已经达到。 5需改进之处 目前， 这种采用高压水旋转除垢的人工清洗技 术还