凝汽器收球率低的原因分析及處理

劉瑞英 包志禮

摘? 要：嘉峪關宏晟電熱公司#4機組凝汽器為哈爾濱汽輪機廠配套生產的N-19500-1型凝汽器，該凝汽器配套兩套凝汽器管束清潔膠球裝置，經常出現收球率低的現象。作者通過設備現狀分析，找出三個積球原因，并提出相應的技術方案、工作原理，并通過數據對實施改造后效果進行評價，為系統解決凝汽器收球率的問題提供實際參考，對同類設備具有很大的實用價值。

關鍵詞：凝汽器;膠球疏導板;收球率

中圖分類號：TK264??? 文獻標識碼：A??? 文章編號：2096-6903（2021）08-0000-00

0前言

凝汽器是電廠汽輪機機組的重要輔助設備，[[1]]凝汽器管束的主要作用是用循環水交換冷卻汽輪機低壓缸排汽，管束的清潔度直接影響凝汽器的換熱效率，直接影響機組的真空，進而影響機組的經濟性，在目前國家能源限額的要求下，提高凝汽器真空是減低發電煤耗的有效手段之一。

1設備現狀

目前嘉峪關宏晟電熱公司#4機組凝汽器為哈爾濱汽輪機廠配套生產的N-19500-1型凝汽器。該凝汽器為了提高凝汽器管束的清潔度配套兩套凝汽器管束清潔膠球裝置，定期進行投球，用膠球對凝氣器在線進行膠球清潔，保持凝汽器的清潔度，近年來新#4機組近年來凝汽器膠球清洗系統運行狀況不佳。存在以下問題;

（1）存在收球網關閉不嚴，收球網出球口堵塞積球，凝汽器回轉室積球，裝球室切換閥關閉不嚴密等問題。

（2）歷次檢修問題仍無法得到解決，造成凝汽器膠球清洗裝置收球率不達標，凝汽器管束無法得到清洗。以致于長期累積造成管束內結垢，淤泥雜物堆積，凝汽器管束換熱系數下降，凝汽器端差增大。

（3）凝汽器管束內的結垢無法徹底清除，而且機組運行后無法保持短期內淤泥雜物又會堆積。[[2]]

2017年以來凝汽器端差已達到10℃，較設計端差2.91℃高7.09℃嚴重影響機組經濟性。新4#機凝汽器收球率逐年下降低于10%，存在如圖1收球網上、出球口堵塞積球，凝汽器回轉室積球等問題。雖然在機組停運檢修期間通過高壓射流清洗可以清除淤積雜物，但在目前膠球清洗系統運行過程中，單側投球為凝汽器冷卻管數量的10%，我廠每次投球500個/側。但是膠球是排隊方式進入凝汽器水室的，在5-6 秒時間段內進入水室的膠球數量非常有限，膠球無法同時進入凝汽器腔室內分散清洗。

由于凝汽器膠球清洗裝置收球率長期不達標，造成凝汽器管束無法得到及時清洗，管束內結垢，繼而換熱效果降低，機組端差增大，截止2020年8月份凝汽器端差已達到10℃，較設計端差2.91℃高了7.09℃，嚴重影響機組經濟性，嚴重時導致機組帶負荷困難。

2原因分析

凝汽器冷卻管子被清洗的數量不僅受到膠球數量的影響，更表現在循環水流量大的大小影響。膠球進入哪個冷卻管子取決于哪個管子能夠有較大流量和膠球分布的隨機性，流量大的這部分管子（阻力?。┗蛘呖拷髦黧w斷面上的管子常常被清洗，而處于非水流主體斷面或者臟污了的管子（水阻大）往往是無法的得到清洗。使得凝汽器冷卻管被清洗的數量很少，換熱效果大大降低，清潔系數達不到設計值。

針對以上問題專業技術人員采取了多種措施，如增大膠球泵入口管道由Φ108mm換為Φ133mm，收球網上加堵板限流、加大投球量等改進措施，通過歷次檢修進行實施，效果都不明顯，仍然無法解決收球網上、出球口堵塞積球，凝汽器回轉室積球等問題。[[3]]據此，我們經過現場設備實施條件進行系統研究，分析出以下三個積球原因，其一，膠球在經收球網時受到兩個方向的作用力，分別如圖2所示Fx，Fy，當經過底部擋板時，由于Fy的力會使膠球按照順序平鋪在收球網上;其二，膠球疏導裝板安裝時存在角度問題，因為膠球在經過擾流板后，會出現渦流現象。如果擋板位置太高或者太低，起不到擾流的作用;其三，膠球疏導裝板結構存在問題達不到紊流限流作用。

3技術方案

一種應用在凝汽器循環水管道上的膠球疏導板應用而生，由于膠球到達凝汽器收球網時會積聚和低壓擠壓在收球網上，無法到達收球室進行膠球收取，本方案采取了在收球網夾角偏上與循環水管道上膠球疏導裝置，直接形成紊流、限流和渦流，使的膠球掉入收球室，通過收球管道上膠球泵把膠球回收到投球室，回收再利用，圖3為改造方案示意圖。

圖3標記含義如下：1.循環水管道;2.循環水;3.膠球;4.收球網;5.膠球疏導裝置;6.收球板;7.收球管;8、收球室[[4]]

4工作原理

一種應用在凝汽器循環水管道上的膠球疏導板，包括設置在循環水管上的收球網，如圖4 所示，循環水管管道里的循環水攜帶膠球向下移動，膠球在碰到收球網時，被收球網擋在收球網上，在打開收球管上的閥門后，膠球經膠球疏導板擾動及限流，使的膠球落入收球室，膠球從收球管帶出回收。其結構特點是其一膠球疏導月牙形板安裝在凝汽器循環水管道管壁上;其二膠球疏導月牙形板安裝在與收球網垂直的位置;其三膠球疏導月牙形板與收球網距離為2.5倍膠球距離;其四膠球疏導月牙形板安裝在收球網夾角偏上處。

5實施后效果評價

2020年9月25日，機組人員小修改造新#4機，機組啟動驗證，凝汽器膠球清洗系統一次膠球收球率大于97%。凝汽器膠球收球率合格后，通過投運，凝汽器端差降低至設計值2.91℃以下。凝汽器真空在同工況下提高2 KPa以上。項目實施后，按機組純凝工況運行6個月計算全年可節約標煤8061噸，按每噸標煤380元計算，全年可節約306.3萬元。

6結語

凝氣器膠球收球率低的原因有多種，但我們只要認真抓住問題的主要矛盾進行抽絲剝繭的分析，一定能夠找到解決問題的方法，通過對以上凝汽器膠球收球率低問題的解決，為系統解決凝汽器收球率的問題提供實際參考，對同類設備具有很大的實用價值。

參考文獻

[1]靖長才.200MW汽輪機凝汽器膠球收球率低的原因分析及對策[J].電站輔機，1997（3）：13-14.

[2]萬大報.350 MW機組膠球系統收球率低的治理[J].重慶電力高等?？茖W校學報，2020（3）：4.

[3]門金成.大型燃氣-蒸汽聯合循環發電技術（三菱F級）[M].北京：中國電力出版社，2017.11

[4]劉宏運;楊林沖. 凝汽器膠球系統收球率低原因分析[J].工業工程設計， 2019 （9）：21-24.

收稿日期：2021-06-22

作者簡介：劉瑞英（1976—），女，內蒙古烏蘭察布人，本科，副教授，研究方向：機械設計與制造。

Cause Analysis and Treatment of low Ball Collecting Rate of Condenser

LIU Ruiying， BAO Zhili

（1. Gansu vocational and Technical College of iron and steel， Jiayuguan Gansu? 735100;

2. Hongsheng electric heating company， Jiayuguan Gansu? 735100）

Abstract：The condenser of unit 4 of Jiayuguan Hongsheng electric heating Co.， Ltd. is n-19500-1 type condenser produced by Harbin steam turbine works. The condenser is equipped with two sets of condenser tube bundle cleaning rubber ball devices， which often leads to low ball collecting rate.Throughthe analysis of the?current? situation of?the?equipment，the?author?finds?out?three?causes?of?ball?accumulation，?puts?forward?the?corresponding?technical?scheme?and?working?principle，?and?evaluates?the?effect?after?the?implementation?of?the?transformation?through?the?data，?which?provides?a?practical?reference?for?the?system?to?solve?the?problem?of?ball?collection?rate?of?condenser，?and?has?great?practical?value?for?similar?equipment.

Keywords：Condenser; rubber ball guide plate; ball collecting rate

[[2]] 靖長才.200MW汽輪機凝汽器膠球收球率低的原因分析及對策[J]， 電站輔機 ， 1997 ， 第3期