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，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為簡化計(jì)算，在不長的時(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，所以膠球的選用要通過經(jīng)濟(jì)性分析和運(yùn)行實(shí)踐來確定。
4.3注意監(jiān)測凝汽器水側(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，則佳清洗周期越長；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。
