华能渑池热电有限责任公司 河南三门峡 472400
摘要：凝汽器常用的清洗方法有机械清洗、酸洗、通风干燥、高压水枪击振冲洗及胶球清洗。其中,胶球清洗具有劳动强度小、安全可靠等优点,成为减小凝汽器端差、提高汽轮机循环热效率、降低发电煤耗的有效手段。胶球清洗既可以保证汽轮机的正常运行,又可以达到良好的清洗效果,因而被我国各电厂普遍采用。
关键词：凝汽器胶球、集中清洗装置、火电厂、应用
1现有凝汽器胶球清洗系统存在的问题与工况分析
现有胶球清洗系统采用双板剑形结构回收网，具有对称布置的两个胶球回收口并通过管道合并后引入胶球泵入口；加球室使用顶部翻盖式结构；胶球泵流量90m3/h。设备结构缺陷主要表现在下列方面：
问题一
胶球清洗系统运行中，凝汽器循环水出口的高温回水通过胶球泵回流到凝汽器入口，提高了凝汽器进口循环水温度。虽然只占有100m3/h左右流量，但可以提升循环水入口温度达到0.10℃左右。
问题二
循环水在管道内水力不均匀现象明显，胶球长期滞留在收球网格栅板与筒体相贯线区域而不能及时回到收球口，虽然技术上在底部做了跳格设计，引导胶球从格栅网板与收球网筒体相贯线的上部移动到底部收球口，但是在缺乏推动力量的情况下，胶球会长时间停留在格栅网上，造成胶球回收效率降低，并会滞留部分胶球在收球网格栅上。
问题三
胶球泵扬程及流量不足。为减少胶球回收过程中大量热水进入循环水入口管道而影响进水温度，现有系统胶球泵流量为100m3/h左右，导致胶球清洗系统的抽吸能力降低，胶球回收率提高困难。
问题四
现有的胶球清洗系统不具备集中发球的功能，对凝汽器冷却管道的清洗范围小。胶球的正常添加量为凝汽器单侧单流程冷却管数量的7%~13%，胶球在系统运行的时候是排队进入凝汽器水室中，循环过程（10~20s）中进入凝汽器内部的胶球数量较少，凝汽器只有较少的管子得到了清洗，而大部分管子无法得到清洗，其结果是刚开始被胶球清洗到的管子，在后续时段内继续被清洗，原因是没有清洗到的管子由于内部污染或者结垢逐步增大，造成管子水阻力逐步增加，胶球在进入凝汽器冷却室后，会“自动寻的”，依然从水阻力小的洁净管子中通过，此规律造成了冷却系统的恶性循环。
问题五
双板剑型结构收球网，格栅板尺寸大，底部密封在循环水压力波动中会产生一定范围的晃动，格栅板与筒体内如相贯线区域密封难以保证，容易造成跑球。
2胶球清洗装置结构
2.1清洗胶球
胶球是整个清洗系统中最重要的一部分,所选胶球的直径必须大于冷凝管的内径,如果胶球尺寸不够大,将起不到任何清洗作用。
2.2收球装置
安装于凝汽器的循环水冷却水出水管中,其功能是将胶球从冷却水中分离,完成收球器自动反洗和保证系统正常运行。收球器主要部件有收球网、导流板、收球器和驱动机构等。椭圆形收球网将胶球引至出球管管口。收球网的倾斜角度根据冷却水管中水量及导流板状况而定。收球网由垂直格栅构成,这样可得到较高的表面强度。导流板可产生涡流,在避免杂质滞留网板外围的同时,将清洗球引至出球管。驱动机构由推力齿轮构成,用于调节收球网位置。当正常进行胶球循环时,收球网板覆盖整个管道横截面,用于隔离胶球和冷却水。
2.3压差测量系统
通过持续测量收球网板的压差值来监测网板上的杂质量。如果因出现程控故障而使压差值跌至运行中监测限值以下时,则控制器将发出相关信号。如果压差值达到“集球/网板反洗”限值时,则系统将自动启动集球;集球完毕后,网板转至反洗位。
如果反洗后压差低于集球/网板反洗限值,则表示反洗成功,系统将继续进行清洗运行。如果集球时压差上升,并达到了压差的高限值时,则控制系统将立即启动网板的反洗,以避免收球网的损坏,同时发出报警信号。
2.4循环单元
循环单元由相关部件和阀门组成,主要设备有胶球循环泵、集球器和胶球循环管等,用于输送、收集和替换胶球。胶球循环泵从收球器抽取胶球,并将其输送至注球管。此过程中,胶球泵需要克服收球器与注球管之间的压差,以及循环单元(包括管道)中的压力损失。胶球循环泵是双通道离心泵,其主轴由一个永久润滑的凹槽滚珠轴承支撑,轴密封采用机械密封形式。胶球循环泵的叶轮采用特殊设计,能保证在泵的高效运转下不至于在运行过程中造成胶球损伤。
2.5设备故障率高
系统收球率低存在多方面原因，设备故障率高维护不及时，诸如收球网变形破损、关闭不严等，导致胶球流失，极大影响胶球的收球率;另外，胶球泵出口到装球室管口处有一块活动铁板，胶球泵启动时水流可以掀起该挡板，而胶球泵停运时由于循环水进水压力高于出水侧，导致水逆流，该挡板在重力作用下，能自动关闭，起到逆止作用。防止胶球泵倒转的同时，亦可防止胶球被冲回收球网内。因而该挡板动作正常及严密与否直接影响系统收球率。
3改进措施
在冬季工况下,胶球清洗装置投入时增加1台循环水泵以提高循环水流速,保证收球率在合格范围内。
对收球网重新调整限位,且规定收球网电动关闭后再手动关闭,以防勿开关，确保其严密。
投入胶球前，冲洗集球室，检查集球室出口电动门是否关闭严密，防止收球时从此发生处跑球现象。
利用胶球泵对新胶球进行压水排气处理,确保胶球吸满水,保证其密度与循环水的密度一致,不会漂浮在水面上影响收球;定期检查胶球质量,发现胶球磨损或失去弹性应及时更换。
将凝汽器水室防涡流板处的缝隙消除,在放水管管口加装滤网,防止胶球进人死角无法回收。
网板与筒体接触处圆滑，处于收球状态时最大间隙不超过4mm。根据胶球尺寸和水流情况选取最佳网板栅距，以防漏球、卡球。
根据胶球清洗系统投运以来运行情况分析，胶球清洗系统自动程序不适合当前长期连续投运需求。为此，提出以下几点建议。
（1）将系统自动投运程序各阶段时间进行调整:清洗18h、收球3h、反洗3h。在反洗阶段可以进行数球补球工作。
（2）将收球网前后差压开关设置为两级报警，一级报警为600mmH2O:系统自动将程序切至收球状态，3h后停运胶球泵，开收球网反洗;二级报警为1100mmH2O:系统自动开启收球网反洗，关收球室切换阀，停运胶球泵，发报警信息。
（3）胶球清洗结束收球完毕后，开启收球网进行反洗，待下次程序自动投运时再关闭收球网。
（4）继续完善远程监视需求测点远传工作及远程控制功能，最终实现胶球清洗系统远程投运自动化。
4改进后的效果
通过以上改进措施,胶球收球率低的问题得到了彻底解决,如今胶球收球率均在95%以上,凝汽器端差全年平均为3℃。实践表明,胶球清洗装置的定期正常投用,能及时清除掉凝汽器管束内壁污物,使凝汽器管束保持较高的清洁度,对提高机组经济性能起到非常重要的作用。但是,单独靠胶球清洗装置来提高收球率也不现实的,需要对相关的设备进行改造及循环水运行方式进行配合调整才能提高收球率。
结束语：汽轮机凝汽器是火力发电厂中非常重要的设备,凝汽器水侧管的清洁情况对汽轮机凝汽器保持最好状态真空提高机组的经济效益有着非常重大的意义。但是胶球清洗装置的收球率自投产以来一直偏低,有时几乎为零。为此,对胶球清洗装置收球率低的原因进行分析和排查,并对胶球清洗装置进行改造是十分有必要的。
参考文献：
[1]冯灯乐,曹炳南,林妙友.凝汽器胶球清洗装置收球率低的原因分析[J].热电技术,2011,01:35-38.