凝汽器膠球清洗系統運行存在問題及改造分析

孫寧 唐向魁

摘 要：膠球清洗系統使用效果的好壞，一方面取決于膠球清洗裝置各組件的設計和制造質量，另一方面與用戶在使用過程中的眾多因素有著密切的關系。本文根據筆者多年來的工作實踐，著重對與公司有關的35MW汽輪機凝汽器清洗系統存在問題進行了分析，在此基礎上提出了解決措施。

關鍵詞： 凝汽器；膠球清洗；膠球泵；存在問題；系統改造

中圖分類號：TK26 文獻標識碼：A

唐山中厚板材有限公司為年產500萬噸中厚板材的企業，產品主要用于鋼結構、機械制造等諸多行業，產品可替代進口同類產品，現在已成為北方精品產業基地。多年來，中厚板動力車間熱電工段在公司的整體帶動指揮下創新優化生產技術，為公司節約了生產成本，提高了生產效率。但是目前使用的35MW汽輪機凝汽器端差長期在12-16℃，凝汽器真空度-87kPa，汽輪機汽耗4.1kg/kW·h，與設計汽耗3.6kg/kW·h相差太大。隨著公司對經濟生產、能源成本的重視，發電汽耗是汽輪機效率的重點考核指標，如不進行攻關、改造就完成不了公司下達的消耗指標。文章將對35MW汽輪機凝汽器在運行中出現的問題，經過小組多次討論驗證，改造分析得以具體化呈現，滿足了實際生產需要。

1 現在公司使用的凝汽器膠球清洗系統存在問題

根據公司技術改造小組的多次技術實驗，觀察分析得知，原有凝汽器收球網為簡單的漏斗狀網板，焊接于管道上，膠球會大量地堆積在網板上以及膠球出口位置上，這樣收球率會低；再有一個是網板堆積大量雜物，還會大大增加系統的水阻，甚至對整個發電機組都會造成極大的損害；同時生產車間對膠球清洗系統的功能認識不夠，導致系統一直閑置。另外一個來說，膠球清洗系統含有不同程度的設備缺陷，閥門關不嚴、閘閥易造成膠球堵塞、三通閥使用不靈活等一系列問題。其中最主要的一個問題是汽輪機凝汽器端差長期在16℃以上。

2 對凝汽器膠球清洗系統所采取的措施

2.1 明確凝汽器及清洗相關系統。現在公司所使用的凝汽器膠球清洗系統的主要設備有膠球泵、裝球室、分配器、收球網及專用閥門等組成。凝汽器出口循環水管上裝有收球網，起著收集膠球的作用。收集起來的膠球在一部分水流的夾帶下陸續進入膠球泵，再次送入裝球室。我們從它的工作原理上來看，膠球裝入膠球室中，從膠球泵來的壓力水流過裝球室把膠球帶至分配器，然后送入凝汽器循環水管。膠球被循環水帶進銅管后，被壓縮變形與銅管內壁進行全周摩擦，這樣膠球在循環水壓力作用下流經銅管時，就把銅管內壁清洗了一遍。這是一方面。另一方面來說，凝汽器在蒸汽動力裝置的熱力循環中起著冷源作用。在汽輪機的初參數不變的條件下，凝汽器溫度每降低10℃，裝置效率就會相對提高3.5% ，這個時候凝汽器每改變1kPa，汽輪機功率也會隨著改變1%～2% 。這樣來分析，保持凝汽器換熱管路的清潔，一般對提高凝汽器的換熱效率有很大幫助。最后一方面是，凝汽器膠球清洗裝置是改善凝汽器清潔度，提高汽輪發電機組熱效率的重要設備。在具體的工作中，借助水流作用將直徑略大于凝汽器冷卻管內徑的清潔膠球擠過冷卻管，工作中會對冷卻管內壁進行反復擦洗，并把雜質帶出，也會提高冷卻管清潔度，避免垢下腐蝕，延長冷卻管使用壽命。

2.2 膠球自動清洗系統技術指標及要求。一般的膠球自動清洗系統它的收球率在≥96% 的范圍內，為了在正常的工作中達到這個數值，我們要做到海綿膠球的海綿孔大小應均勻，彼此連通，無光滑表皮。浸泡在80℃水中應不老化，無疏松、且耐磨性好等。其中，凝汽器冷卻管內的水流速度應該保證在 2.5m/s～1.7m/s 之間。同時還要對膠球自動清洗系統管道的鋪設做到減少彎頭的數量和鉛垂方向的改變。

2.3 對收球網設計不合理進行改造。一般來說，收球網焊接于管道上，等同于過濾網使用，水中的雜質堵在網子上。具體可以參照原有收球網圖示，如圖1所示。從上面我們可以看出要對原有收球網不可反沖洗，易堵塞膠球。要根據動力部熱電車間的經驗，更換為新型的收球網。具體可以參看更改后的收球網，如圖2所示。

2.4 改變裝球室位置。實際中裝球室收球后水阻力變大、流量減少，造成泵氣蝕。所以要把將裝球室改到膠球泵出口。具體如圖3所示。

2.5 改變膠球泵的入口。由于原來使用的是管道安裝不合理，三通閥操作不當。在實驗中我們將膠球泵入口管道加高200mm，將收球網處管道直管段加長，將系統中的三通閥門更換為三通管。

結語

本次活動充分調動了全體成員的積極性，發揮了成員的長處，獨自完成了膠球清洗系統的改造、調試工作，為企業節省了8萬余元；通過降低凝汽器端差，汽輪機汽耗由4.15kg/kW·h降低到3.65kg/kW·h，年增加發電量6232kW·h。

參考文獻

[1]魯兆偉.凝汽器污垢監測的發展和現狀[J].廣東電力，2011（06）.