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凝汽器胶球清洗装置在热电厂的应用

孙向东，丁秀丽

(凌钢机动部 凌源 122504)

摘 要：介绍了凝汽器胶球清洗装置工作原理、技术特点、适用的工作环境、在热电行业的应用及其节能效益。

关 键 词：凝汽器；结垢；胶球清洗装置

0 概述

凌钢热电厂发电机组投入运行多年，运行过程中，汽轮机排汽室温度逐渐升高，严重影响机组负荷，导致发电产量降低。经分析主要原因是机组运行时间较长，凝汽器换热管内积结了大量的碳酸盐水垢，垢厚达1～2mm，严重影响换热效果。日常运行中，采取循环水系统投加缓蚀阻垢剂和杀菌灭藻剂的化学处理方法来保持洁净度和延缓凝汽器结垢速度，但是凝汽器结垢和换热管脏污问题仍然得不到彻底解决。尤其是夏季，凝汽器结垢速度加快，菌藻类污染严重；而热电厂处于原料厂旁边，厂区环境粉尘较多，污染水质，使得凝汽器内产生较多的杂质、黏泥，严重影响凝汽器换热效果，导致发电机组真空和负荷大幅降低。为了提高机组发电量，每年都需要对凝汽器进行一次人工清洗和两次化学清洗。

人工清洗只能清除黏结力不强的泥沙和部分轻微水垢，不仅清洗时间长、劳动强度大、对换热管的机械损伤较严重；当换热管堵塞严重时，人工清洗就捅不开了，且换热管容易泄漏，出现泄漏问题时，就会造成凝结水硬度超标，这个时候就需要多次的停机来查漏和堵漏，直接造成了重大的经济损失。查找到泄漏的管段时，只能将换热管堵死、废除，将减少换热面积，凝汽器换热效率也将下降；当凝汽器堵塞严重，对发电量影响大时，只能换管，既增加了检修成本，又减少了生产时间；而化学清洗法是采用将硫酸按比例逐渐的缓慢滴入循环水系统，对凝汽器管内的水垢进行清理，使用的清洗剂对换热管有一定的腐蚀，若凝汽器清洗不当就会产生泄漏现象，缩短凝汽器换热管的使用寿命。上述两种方法都存在弊端。

1 凝汽器胶球清洗装置结构、原理及要求

1.1 凝汽器胶球清洗装置结构

凝汽器胶球清洗装置是降低汽轮机凝汽器端差、保证凝汽器工作效率、提高汽机工况的一种节能装置，具有设计结构新颖合理、操作方便、胶球回收率高(大于或等于96％)、二次滤网过滤能力强等特点。它借助水流的作用将直径略大于凝汽器冷却管内径的清洁胶球挤过冷却管，对冷却管内壁进行反复擦洗，并把杂质带出，从而提高冷却管清洁度，避免垢下腐蚀，延长冷却管使用寿命。故决定对凝汽器清洗系统进行改造，加装胶球清洗装置，该装置由二次滤网、收球网、装球室、胶球输送泵、分汇器、阀门、管路和电气控制柜等部件组成(见图1)。

1.2 胶球清洗装置的工作原理

采用适合的海绵胶球，球的湿态直径比冷却管内径大1～2mm，湿态比重为1.00~1.15/m3。将球从装球室手孔处投入系统，启动胶球泵，打开系统两端碟阀，球被胶球泵送入冷却水入口管内，球随水流进入凝汽器水室，胶球就在循环水进出口压力差的作用下，扩散后均匀分布进入冷却水管，并被挤压通过，将附着在管内壁上的污垢带走，散入水流中，胶球随循环水经出水管进入凝汽器出口管段上的收球网，在收球网板的阻拦下，把水流中的胶球分离出来回收到清洗循环系统，再由胶球泵抽出重新回到装球室，如此多次反复循环往复对凝汽器冷却管实现连续自动清洗。根据路径长短不同，胶球每完成一次循环清洗时间为20～40s，当清洗装置运行30～60min后，每个球可擦洗90~45／180~90根冷却管。因此，只要投入管子总数10％左右的球，就可以清洗全部数目的管子每根4次以上。

1.3 胶球清洗系统运行必备条件

1.3.1 凝汽器

(1)水室中的涡流区、隔板串通缝隙及窄缝(由于水室四壁、水室隔板与端盖间密封垫尺寸不合适所致，将会引起积球)应予以消除；水室中除循环水管外其余通往外部的管道，在管口加装孔径小于Φ7mm的球面网罩；水室中垢片、锈片及杂物通水前清理干净。

(2)每种规格的冷却管管径均匀一致，管内无阻碍胶球通过的杂物；胶球清洗系统初始投运时，冷却管内应洁净无垢，已结垢的应采取措施彻底除垢；管板若涂刷环氧树脂等涂料了，要严防因此缩小冷却管口通经；胀管时，管口伸出管板长度不宜超过2.5mm。

1.3.2 循环水及循环水管

(1)循环水量宜保持在设计值的±15％范围内，亦可根据以后的清洗效果适当改变对循环水量的控制范围。

(2)一次滤网完好，工作正常，能保证无大于收球网栅格间距的杂物通过，否则必须配装二次滤网。

(3)循环水需充满凝汽器水室，若充不满则必须采用比重大于循环水的湿态胶球。

(4)循环水管中的垢片、锈片和杂物通水前清理干净。

1.3.3 胶球

胶球要求耐磨、质地柔软、富有弹性、气孔均匀贯通、硬度适中、湿态比重1.00～1.15g／cm3、在5～45℃水温下及使用期内球径胀大不超标、不老化；开始使用的胶球湿态直径比冷却管中较小一种规格的内径大1.0~2.0mm；投入运行的胶球数量为凝汽器单侧单流程冷却管根数的7％～13％，胶球循环一次不超过30s，取下限或靠近下限的数量。

1.3.4 清洗周期和清洗时间

胶球清洗系统每天运行一次，每次30min。也可以根据清洗效果适当改变清洗时间。

2 效果分析

经一年多的实际运行证明：凝汽器胶球清洗装置可在机组不停机、不减负荷的条件下每天对凝汽器进行在线运行清洗，改善了凝汽器的换热效果，提高了凝汽器真空度，提高了汽轮机热效率，增加了发电量，还减缓了换热管水侧的腐蚀，延长了设备使用寿命。

经统计计算，通过胶球清洗，提高凝汽器真空度，增加的发电效益，再加上每年节约一次人工清洗和两次化学清洗的费用及清洗时的停产损失，扣除改造费用后年可创效约48万余元。