提高凝結器膠球系統收球率的分析

魚莉萍

摘 要：介紹了220 MW汽輪機組凝汽器膠球清洗裝置，分析了該設備收球率低的原因，并提出了具體的改進措施。

關鍵詞：膠球清洗；收球網；凝汽器；收球率

中圖分類號：TK264.1+1 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.02.100

汽輪機凝汽器是火力發電廠的重要設備之一，凝汽器水側管的清潔度對汽輪機凝氣器保持真空和提高機組經濟性有十分重要的意義。為了保證凝汽器處于最佳運行狀態，需要定期對凝汽器清洗和維護。

凝汽器臟污分為汽側污染和水側污染。汽側污染主要因亞硫酸鹽和石炭酸鹽附著所致，可用80～90 ℃熱水沖洗；水源不同，引起的水側污染也不同，進而造成的污染、堵塞、結垢也有所不同。無論哪種污染，均會引起凝結器銅管結垢，進而使熱阻增大、通流面積減少。

凝汽器水側常用的清洗方法除膠球清洗外，其他方法都無法實現在線清洗，且需要大量的人力。膠球清洗具有勞動強度低、安全和可靠等特點，已成為減小凝汽器端差、提高汽輪機循環熱效率和降低發電煤耗的有效手段。但使用膠球清洗裝置時，存在冬季收球困難的問題，這會導致凝結器端差升高，進而使機組真空受到影響，不僅無法最大限度地降低終參數，還會影響機組的經濟性。

1 應注意的問題

膠球清洗的效果與清洗時真正參與循環的膠球數量有直接關系，根據已有的運行經驗，為了提高膠球回收率，必須注意以下6個方面。

1.1 循環水攜帶雜物堵塞凝汽器銅管

循環水冷卻采用自然通風冷卻，冷卻水塔淋水填料為PVC塑料填料。雖然這種填料的冷卻效果好，但承載能力差，加之水泥支撐構件的設計不合理，在北方地區冬天氣溫偏低（最低-32.4 ℃）時，淋水填料底面會出現大量掛冰，當冰掛量到達一定數量時，淋水填料就會大面積破碎、脫落。此外，多數冷卻水塔的施工質量一般，水泥構件表面剝落頻繁，導致大量的水泥、石子和淋水填料進入循環水。

1.2 收球活動網板設計分析

凝結器膠球清洗系統的收球活動網板采用正“人”字形結構，網板與殼體內壁的夾角為30°。由水流動力學原理可知，這種設計在運行過程中不僅會形成較大的水阻，且極易產生渦流，導致膠球無法順利進入收球口，當膠球數量較多時，容易造成堵塞。

收球活動網板的轉軸通過曲柄連桿機構手動驅動，連桿與曲柄采用銷軸連接，銷軸與銷孔為線接觸。在這種設計中，經長時間運行后磨損量逐漸增大，極易產生空行程，導致活動網板無法關閉到位，殼體與內壁之間形成較大的縫隙，進而造成卡球或逃球。

1.3 膠球系統布置分析

凝汽器膠球清洗系統循環管道不應過長，彎頭和閥門不應過多，否則，會增大膠球循環的阻力，進而在閥門和彎頭處產生積球。

1.4 膠球質量分析

對所加膠球進行宏觀檢查，如果發現膠球的網孔不均勻、大小大一或手感不同，則膠球質量不達標。經7～8 d浸泡后，如果有1/2球的濕態比重小于循環水，則當膠球進入凝汽器水室后，大部分球會處于水室頂部，無法通過銅管進入回水管中，進而造成膠球回收率降低。

1.5 凝汽器水室結構分析

如果凝汽器冷卻水室的四角為直角，則循環水極易在此處形成渦流。當膠球到達此部位時，會在原地打旋，無法進入膠球回收管道。為了提高收球率，可以在凝結器前、后水室的四角加裝弧形鐵板，以達到圓滑、消除死角的目的；在凝結器水側的空氣管、放水管等部位加裝孔濾網；在暫時不使用的盲孔上加蓋板，以免循環水流產生漩渦，使膠球在水室死角積聚。

1.6 凝結器循環水的壓差

濕膠球直徑比鋼管內徑大l～2 mm，膠球在循環水進、出口壓差的作用下進入鋼管，呈卵形。當膠球經過冷凝管時，會擦洗冷凝管的內表面。膠球通過凝結器銅管的過程中，需要在循環水壓力的作用下完成。如果循環水進、出口的壓差過小，則膠球無法順利從銅管中通過，進而使收球率降低。

2 改進方法

為了提高膠球的回收率，保證凝汽器銅管的清潔度，可從以下6方面完善。

2.1 加強機械過濾

加強機械過濾的目的是防止雜物堵塞銅管。投入膠球清洗前，應用壓縮空氣對銅管進行逐根吹管檢查。當遇到吹不通的銅管時，應盡可能地將其捅通。如果捅不通，則應將銅管堵住，防止膠球進入。

2.2 改進收球網板

將活動收球網板與循環水管殼體內壁的夾角由原來的30°改為25°，使其符合水流動力學原理。改進后，冷卻水在出球口處不易形成渦流，且由于夾角變小，活動網板變陡峭，膠球在水流的帶動下能順利進入出球管。同時，在網板下部的出球口處設置固定網板，并與殼體成圓弧形焊接，以消除原有的小銳角死角，增大出球口空間，從而使收球更加通暢。

2.3 改進收球活動網板的執行機構

將活動網板的執行機構改為電動推桿+齒輪齒條的傳動機構。這樣改進有以下2個優點：①電動推桿的推力較大（20 kN），且梯形螺紋具有良好的自鎖性，在水流的沖擊下，活動網板不易脫離檔板，進而不會出現逃球現象；②齒輪齒條傳動為面接觸，在小角度范圍內磨損均勻，即使長時間使用時，也可通過調整齒條位置，使收球網板關閉到位，完全避免了收球網逃球的現象。

2.4 改造膠球系統管路

應遵循“管路盡可能短、管路彎頭盡可能少”的原則，拆除多余的彎頭，使管道布置趨于合理化。同時，從出球口至膠球泵入口的管路應向下傾斜15°～20°，以減少循環水在管道內的阻力，避免膠球在管道內積聚。

2.5 嚴把膠球質量關

要找正規廠家購買膠球，膠球形狀應規則（圓形），直徑比管內徑大1～2 mm，孔隙大小均勻，孔與孔之間相通。在投運前，要使膠球浸水6～7 d，吸水后應不變形、不變質，濕態比重略大于循環水（不浮在水面上）。當檢驗合格后，方可加入系統投運。

2.6 冬季采用特殊的膠球投收方法

因冬季膠球回收困難，所以，在單循環水泵運行時，可采用定期投入膠球系統運行的方法。如果膠球的收球率大幅降低，且為避免膠球過多堵塞凝結器鋼管，則可不必每日投入膠球清洗裝置?？赏ㄟ^不投膠球期間的端差變化趨勢確定清洗時間?？蛇x在設備定期切換的前一天投入，切換設備時，開雙循環水泵收球。同時，應注意凝結器端差的變化情況，一旦端差快速增大、真空明顯降低，則應及時投入膠球清洗裝置，避免影響真空。

〔編輯：張思楠〕