100MW汽輪機組膠球清洗裝置存在的問題與對策研究

摘 要：凝汽器膠球清洗系統是汽輪機組的重要設備，對于提高凝汽器總體傳熱性能和維持凝汽器冷卻水管內壁的潔凈具有重要作用。本文首先對100MW機組運行情況和存在的問題進行了概述；接著，針對存在的問題，對原因分析進行了探討，在此基礎上提出了相應的對策；最后對其進行了展望，以期為膠球清洗裝置的研究提供參考和借鑒。

關鍵詞：汽輪機組；膠球清洗裝置；發電廠；問題；對策

凝汽器膠球清洗系統是提高汽輪機組熱效率的重要輔助設備，不僅可以提高凝汽器總體傳熱性能，還可以幫助維持凝汽器冷卻水管內壁的潔凈，使凝汽器保持較高的真空[ 1 ]。前人對新疆天山電力股份有限公司300MW汽輪機組配套的膠球清洗系統、包頭第一熱電廠和云浮發電廠125MW機組的凝汽器膠球清洗裝置、國電黃金埠發電有限公司650MW的發電機組和神華準能公司發電廠100MW機組進行了觀察研究，發現其一直不能正常運行，清洗效果很不好[ 2 ]。但是經過部門人員的通力合作和精心調試，膠球收球率均達到80%以上，凝汽器真空度明顯提高，機組運行有了明顯的改善。

1 100MW機組運行情況和存在的問題

本文以本公司兩臺100MW機組為例，凝汽器膠球清洗裝置采用的是山東青島電站輔機廠的早期產品，其中收球網型號DHS-1400，膠球輸送泵為輸送膠球專用的125SS-12型離心泵， 材料損耗較多，安裝存在一些困難， 操作不便，容易出現故障，收球率始終達不到設計要求的95%以上。凝汽器管束的臟污，惡化了凝汽器真空。特別是銅管結垢嚴重，直接對機組的安全運行和機組的經濟性造成嚴重的額影響。兩臺機組投產時曾投運膠球清洗裝置，但是結果均不理想，后來只是間斷投運。投運5h率均不足80 % ，甚至凝汽器銅管經常發生泄漏，機組被迫多次停運，究其泄漏原因，發現絕大部分為垢下腐蝕和銅管堵塞。現場只能利用停機機會組織人力突擊捅洗銅管來清除污垢。因此要對銅管內壁進行徹底清洗，只有對膠球清洗裝置進行進一步的改造，才能達到明顯的清洗效果。

2 原因分析及處理

由于膠球清洗裝置存在的問題，在后來檢查過程中發現冷卻塔內存在大量的膠球，說明漏球現象嚴重。同時在收球時發現收球網上粘有部分膠球粘連在收球網上，在收球時發現有膠球被切為兩半，而且在膠球泵開始啟動之后，收球室震動大且膠球泵軸承溫度升高，說明膠球泵設計存在不合理性。對收球率不高的原因和膠球泵設計不合理的原因我們進行了認真的分析。

2.1 二次濾網

眾所周知，膠球只能依靠循環水作動力來運動，在管中自身不能移動，加入水中雜質過多，就會堵塞二次濾網，導致流量減少，不利于膠球的順利通過。同時，流量的減小也會造成水的溫度上升，導致膠球回球率較低，最終只能通過人工機械的方法進行清洗。因此有必要在一次濾網之后、凝汽器入口前設置二次濾網。

2.2 凝汽器的檢查和處理

鑒于凝汽器設計中膠球清洗裝置的運行尚未考慮周全，導致膠球卡于狹縫處，此次改造對該類狹縫進行了全面的封堵，比如加十字鋼筋封住。同時對涉及到凝汽器的部件嚴格按國家標準進行檢查、驗收、排除癟管，并清除水室中的一切雜物。由于流體質點有慣性，膠球循環系統內流暢問題嚴重影響膠球的正常投入，導致整個流體在離開冷凝管后只能繼續向前流動， 在管壁拐角處流體與管壁脫離形成漩渦區，以至于系統不能正常運轉。鑒于此，可以對凝汽器水室內部分區域進行封堵。

2.3 收球網的檢查和處理

在設備整個投運過程中不難發現，當凝汽器循環水的壓力均有微量的提高時，收球網處于收球的位置，因此表明堵塞現象較為嚴重。通過解體發現， 解體發現在網柵和管筒內環上發現大量的污垢片和銹片，這是由于長時間處于停運造成，最終形成了惡性循環。可以采取人工機械的方法認真的清除。同時大量的實踐和研究發現，小收球網傳動桿上直徑8mm的銷子，常易發生疲勞斷裂，可以采用不銹鋼材料取而代之。柵格沒有關到位，通過調整電動執行機構螺桿，使之不致跑球，收球網關到位。

2.4 膠球的選用

對于膠球的選用，主要從以下幾方面考慮，首先是濕態密度，需要與循環水保持一致，投入運行前需先用水浸泡1～2小時，使膠球中的微小孔隙都充滿水，這樣膠球才能隨機進入凝汽器銅管，避免膠球在出水管中滯留和漂浮；其次是化學性能，特別要注意化學性膨脹與老化；再次是硬度，根據凝汽器銅管材質不同，選擇合適的金鋼砂球將硬垢去除。最后是直徑，關系到收球率，一般可以選用直徑24mm優質海綿球。

2.5 制定操作規程和管理制度

在操作規程的制定過程中首先需要明確完善每日一次的清洗制度，責任明確，落實到班組；同時，根據凝汽器的端差、真空等特性參數，對清洗效果進行監督；投運時，在收球率達到95%以上，可將收球網打至運行位置，保持合理的循環水壓力。

3 結語

針對100萬千瓦汽輪機組膠球清洗裝置存在的問題和對策，前人從不同的角度進行了分析研究，主要從影響凝汽器換熱及真空的因素為切入點進行分析，結合機組的特點對凝汽器進行進一步的改造，諸如收球網出球口改造，管道及附屬部件檢修等。造成膠球清洗裝置存在的問題主要是由于收球網制造差及安裝工藝粗糙。導致結垢嚴重，再加上沒有安裝二次濾過網，致使許多雜物進入凝汽器，妨礙了膠球清洗裝置的投運。大量的實踐證明，制定有關規章制度、科學的管理是健全跟蹤運行技術參數記錄，才能保證膠球清洗裝置的正常投入。

參考文獻：

[1] 王奮林.100MW汽輪機組膠球清洗裝置存在的問題與對策[J].內蒙古科技與經濟，2009（20） ：116-117.

[2] 金盛，肖毅，馬忠生.凝汽器膠球清洗系統存在的問題及對策[J].新疆電力技術，2011（4）：80-82.

作者簡介：

陳榮虎（1974-）男，江蘇武進人，工程師，江蘇電力裝備有限公司，設計人員。