膠球清洗裝置收球率低的原因分析及改進措施

     保持凝汽器真空和較小的端差，是提高機組熱效率的方法之一。膠球清洗裝置可以實現在線清洗，具有勞動強度低、安全可靠等優點，成為減小凝汽器端差、提高機組熱效率和降低煤耗的有效手段被普遍采用。針對我廠#8機凝汽器膠球清洗裝置收球率低的狀況，通過對影響收球率的原因進行分析并提出相應的預防措施，以提高膠球清洗裝置的清洗效果，保持凝汽器管束的清潔，確保機組安全平穩的運行。

1安裝膠球清洗裝置的原因

     通過選取我廠#8機組凝汽器典型工況時的數據（#8機組凝汽器設備規范見表1）：機組負荷9.0MW、冷卻水溫度29.0℃、兩臺循環水泵運行，低壓缸排汽溫度46.8℃,對應的飽和壓力為10.5kPa。核算出凝汽器端差為5℃,凝汽器清潔系數在0.75左右。由凝汽器特性曲線及性能核算結果可知，在上述工況下凝汽器壓力應達到10kPa，故凝汽器實際性能低于設計水平。經過綜合分析后得出：凝汽器冷卻管結垢嚴重、凝汽器冷卻面積減少、冷卻管清潔度低是影響凝汽器性能的一些主要因素。

     目前針對凝汽器性能不足的現狀，電廠常用的方法就是利用膠球清洗裝置。可以實現在機組不停運時對凝汽器管束進行清洗，不僅減輕勞動強度，而且可以減少由于清洗凝汽器需要開停機的次數，節約了成本。通過膠球清洗裝置的定期投運，使凝汽器換熱管一直保持較清潔的運行狀況。

表1    8號機組凝汽器設備規范

名稱 單位 8號機組

凝汽器冷卻面積 m2 975

冷卻水流量 m3/h 2600

設計冷卻水溫度 ℃ 20

設計壓力 kPa 5.97

冷卻管總數

（主凝區+空冷區） 根 3420

冷卻管材質

（主凝區+空冷區） / 銅

冷卻管外徑×壁厚 mm Φ25×1

2膠球清洗裝置的結構

     膠球清洗裝置由膠球、二次濾網、收球裝置、裝球室、分匯器、管道、閥門、膠球泵及膠球清洗程控裝置等設備組成。

3膠球清洗裝置的原理

     凝汽器膠球清洗是將一定數量的海綿膠球由膠球泵送至凝汽器冷卻水進水管，借助循環水流的作用將大于凝汽器冷卻管內徑的海綿橡膠球擠過冷卻管，對冷卻管進行擦洗。膠球清洗裝置可以在機組不減負荷的情況下對凝汽器進行循環清洗，保持凝汽器管束的清潔度，防止凝汽器傳熱效果惡化，提高機組熱效率，降低發電煤耗。同時還可以減緩冷卻管內側腐蝕，滿足機組安全運行的要求。其系統流程如圖1所示。

4收球率低的原因分析

     通過對膠球清洗裝置以及凝汽器的檢修發現，造成膠球清洗裝置收球率低的原因有以下幾個方面：

     4.1收球裝置的柵網板關閉不嚴。柵網板是由電動裝置驅動，當執行機構的限位調整不當時會導致柵網板不能關閉到位，致使殼體與柵網板之間存在縫隙，造成收球率降低。收球裝置的柵網板的間隙不均勻，在運行中結垢導致間隙減小，膠球無法通過或者被卡住無法回收。

     4.2凝汽器水室存在渦流或死角，膠球聚集在水室中無法被回收。

     4.3由于玉門地區水質泥砂含量較大，氧離子含量高，易發生砂蝕，導致冷卻管壁的保護膜發生剝離、脫落；此外冷卻管長期使用過程中，脫鋅腐蝕速度較快，防保護膜脫離能力也不強。再者凝汽器長年連續運行，銅管受到腐蝕，表面結垢。凝汽器冷卻管結垢以及脫落的水垢、雜物等，增大了膠球通行的阻力導致膠球無法通過冷卻管被卡在里面，引起收球率降低。

     4.4膠球在濕態時如果還能浮在水面上，當進入水室后就會處在水室頂部，不能進入回水管中，不能被回收。

     4.5循環水壓力低、水量小，膠球穿越冷卻管能量不足，卡在管中。

5需要采取的措施

     針對可能造成收球率低的原因，采取逐一檢查消除的方法來提高收球率：

     5.1通過調整執行機構的限位，確保收球裝置的柵網板能夠關閉到位。同時打開收球裝置檢修孔，檢查柵網板的結垢和間隙情況，及時清理雜物和調整間隙，消除由于收球裝置導致收球率降低的因素。

     5.2在檢修過程中發現膠球易聚集在凝汽器進出口水室的隔板、水室端蓋及管板銜接處的死角處。通過采取對膠球易聚集的地方加裝弧形的導流板，改變此處的水流方向，并將死角隔開等措施來改善凝汽器水室中的水流紊亂對膠球回收造成的影響。

     5.3凝汽器傳熱效果降低，導致端差增大、真空降低，嚴重影響機組的經濟性。而頻繁的酸洗或高壓水清洗，會使銅管管壁因腐蝕或沖刷而減薄，不僅縮短凝汽器管束使用壽命，而且降低大大機組投運率，甚至不能滿足電廠正常生產及外界負荷變化的需要。增加凝汽器銅管泄漏率，銅管泄漏會破壞凝汽器水側密封性。循環水的漏入使得凝結水質變壞，隨著泄漏加劇，致使給水、爐水及蒸汽的水汽質量惡化。雖然在循環水中添加阻垢緩蝕劑進行阻垢處理，但因循環水濁度高，仍不能有效解決凝汽器管束結垢問題，必須停機對凝汽器進行清洗。

     針對銅管在實際應用中存在的不足，將銅管更換為不銹鋼管。不銹鋼管具有內壁光滑不易結垢等優點，可以減小膠球通行阻力，提高收球率。此外要定期對循環水濾網進行清洗、檢查，如果發現濾網存在缺陷要及時更換，防止有雜物進入凝汽器。在檢修期間徹底清理水室及冷卻管中的水垢及雜物，減小膠球通行的阻力，防止被卡在冷卻管中。

     5.4要正確選擇和使用膠球。要選擇品種、直徑、硬度、吸水沉降速度等均符合的膠球。濕態的膠球比重應與循環水比重保持一致，這樣才能懸浮在凝汽器的任何位置。所以要在使用前浸泡三天以上，篩除不符合要求的膠球。此外，膠球在水中浸泡一段時間后，個別膠球可能變大，這類膠球也要及時更換，防止冷卻管被堵。所以在膠球清洗裝置運行前對膠球的檢查和篩選也十分重要。

     5.5如果收球率較低，在投入膠球清洗裝置前可以增開一臺循環水泵，增強膠球通行的能量。此外對循環水泵的檢修也要認真進行，防止循環水泵出力不足造成收球率下降。

     膠球清洗裝置的定期正常使用，能及時清理凝汽器內壁污物，使凝汽器管束保持一定的清潔度。因此提高收球率，確保膠球清洗裝置的使用效果是十分必要的，對提高機組經濟性起到一定的作用。