凝汽器胶球清洗装置的运行与改造说明

     凝汽器在运行中由于冷却水常用地下水或者江河湖泊水源，其中必然含有杂质,难免会使凝汽器中的冷凝管堵塞和结垢，
破坏了凝汽器的清洁程度，使热阻增加，冷却水量增大,传热恶化，使凝汽器真空度降低，机组的效率下降，甚至不能满负荷发电，威胁
机组的安全经济运行。凝汽器胶球清洗装置是汽轮发电机组在运行中对凝汽器冷却管进行有效清洗设备也是唯一可以不停机进行清洗的设
备。热电厂采用国内某公司生产的凝汽器胶球清洗装置系统，通对先期1#机组不断地运行试验,根据实际情况进行有针对性的改造，克
服了系统收球率低，凝汽器两侧清洗效果不均衡等问题,取得了很多好的效果。后2#3#4#机改造借鉴运行经验,提高了设备完善程
度，节约了改造时间,提高了设备运行效率,具有一定的推广价值。

     汽轮机凝汽器是火力发电厂的重要设备,它的主要
作用是将在汽轮机中做完功的乏汽凝结成水,并且建立
-定的真空。当凝汽器内的换热钢管结垢时，必然会降
低凝汽器管束的换热系数，导致凝汽器真空下降,因此
必须定期对凝结器管束清洗，使其保持较高的清洁程
度。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等方法。其中,胶球清
洗具有劳动强度小、安全可靠等优点,是减小凝汽器端.
差、提高汽轮机循环热效率、延缓凝汽器真空的衰减度、
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,又可以达到比较好的清洗效果,所以被我
国各电厂普遍采用。

     胶球清洗装置是汽轮发电机组在运行中对凝汽器冷
却管进行有效清洗的佳设备,也是唯一可以不停机进行
清洗的设备。该装置性能的好坏，直接影响到凝汽器的清
洁程度和传热效率。胶球清洗装置是提高电厂经济性,保
障凝汽器安全运行有必要投入的设备，但是胶球清洗装置
的设计不合理或运行方式的不正确都能造成跑球、收球率
低、积球等问题,使清洗不能正常运行,根本达不到清洗的
效果与目的,在国内很多电厂都出现过效果不好的现象。

1热电厂概况
    
集团热电厂是集团旗下的自备电厂,电厂装
机容量为4x25MW，1#、2#、3#、4#机为.
FC25-3.43/0.49型中温、中压、单缸、非调整凝汽式等汽轮
机由武汉汽轮机厂生产，由于运行时间较长，各机组均出
现了凝汽器真空较低的现象,尤其是夏季尤为明显,在设
备改造以前,每年在4月5月份之间要进行凝汽器的酸洗
工作,1#2#3#4#机需要完成交替停机酸洗,耗时长,劳动
量大,每次花费大约在20万元左右。停机期间生产受到影
响，切运行半年后凝汽器真空仍会有不同程度的明显下
降。热电厂先后在年后对4台机组的凝汽器铜管进
行了更换,先期对1#机组增加了胶球清洗装置系统,经运行达
到了预期效果，对2#3#4#机同样进行了推广改造。

2、胶球清洗装置系统技术

     凝汽器胶球清洗装置主要由收球网、装球室、胶球泵、
各电动阀门和电气控制柜等部件组成。使用胶球清洗装置
可在机组不减负荷的情况下清洗凝汽器，提高凝汽器的传
热效果，保持凝汽器较高的真空和较小的端差,从而提高
机组循环热效率。防止汽轮机热效率因背压升高而降低，
同时可防止冷却管因结垢而腐蚀，延长冷却管的使用寿
命,是节能和改善劳动条件的效果很好的设备。
1#机组安装了胶球清洗装置，在投运初期就出现收
球率不高的问题，有时收球率只能达到80%,这样会影响.
清洗效果造成凝汽器端差增大,真空逐渐下降,影响了机
组负荷率和热效率。
     据了解,其他电厂亦有类似情况出现，
使用一段时间后发现管束仍然结垢,直接危及机组运行安
全和影响机组经济性。后只能停机进行人工化学清洗或
进行高压水射流清洗,严重影响了机组的经济性。因此对
可能存在影响收球率不高的因素进行分析,找出真正原因
解决这一难题。

3、存在的问题分析

     ①我国大多数凝汽器的设计均未考虑胶球清洗装置
的运行。凝汽器水室内各管板狭缝,冷却管伸出管板的长
度是否合适等,防止在此形成死区卡球,其次是彻底清除。水室及管内的一切杂物,确保洁净之后再封闭。
     ②通过分
析运行方式可知，随着运行工况改变,冬季真空较高只运
行一台循环泵，造成进入凝汽器的循环水两侧压力不均.
匀,流速降低,回水管道羊角处会积聚空气形成涡流,胶球
穿越管束时能量不足,堵在管口或管束内。在凝汽器检修
时发现两侧清洗效果不一样，凝汽器管束内存有少量胶
球，证实了该分析的正确性.
     ③胶球的选用。胶球进入凝汽
器管内后,靠与管壁的接触环带所提供的擦拭作用进行清
洗,胶球投运前需用水浸泡一段时间，还需要对胶球的大
小质量进行筛选，这些工作进行不好也会影响到清洗效
果,而且关系到胶球的回收率。
     ④由于收球网长时间浸在
水中，致使收球网网格也会结垢,胶球运行时间长了与管
壁摩擦产生的碎屑可能导致收球网前后压差增大,另外收
球网与管壁配合不好,局部有较大间隙,产生跑球现象。
     ⑤
收球网虽然长期在关闭位置,但在循环水冲击作用力下长
时间运行，会使机构件长期受力松动,造成收球网产生间
隙,不能关闭严密,从而造成跑球现象。
    
⑥当出现厂用电中断事故时，如果恰好胶球清洗系统在运行中，会使胶球大量滞留在凝汽器中，不能正常地循环清洗,完成收球操作等,长时间滞留后会粘结在凝汽器
管壁上,造成跑球,堵塞凝汽器管路。

4、胶球清洗装置改进方法及措施
    
①对凝汽器结构与胶球清洗装置的适应性作了全面
的检查。先对狭缝进行了全面的封堵,对凝汽器内管束
严格按标准进行检查,排除扁、瘪管,冷却管伸出管板的长
度严格执行国家的有关标准,防止在此形成死区,其次是.
彻底清除水室及管内的一.切杂物，确保洁净之后再封闭。

     ②胶球进入凝汽器管内后,靠与管壁的接触环带所提供的
擦拭作用进行清洗,凝汽器管内径是25mm应该选用直径.
为23mm的胶球,经过在水中浸泡后除去胀大部分还能自
由地在管内流动。
     ③制定胶球清洗装置运行操作票,严格按照
操作票执行，防止发生误操作。
     ④当每次启动胶球清洗装置系
统时无论真空高低都保持两台循环泵,尽量使进入凝汽器
两侧的循环水压力、流量达到平衡，使胶球能够均匀地分
散到管束内。
     ⑤规定每星期一白班检查清算胶球数量,将
磨损严重的胶球更换,待胶球取出后活动收球网，目的是
防止收球网卡涩同时把网格上的赃物冲掉,然后手动把收
球网关严停掉电源，防止误开造成跑球。
     ⑥根据季节的变
化,夏季循环水温度高容易结垢,将胶球清洗装置时间每侧调
整为清洗2小时收球30分钟。
     ⑦针对运行时间长易造成
收球网松动现象，对收球网应以一月为期限进行手动紧
固,防止跑球。
     ⑧当发生厂用电中断事故或其他非计划停
运循环泵事故时,应在事故处理后--时间检查胶球清洗
系统,如果存在运行中发生事故,应马上进行手动收球工
作,确保滞留在凝汽器中的胶球尽快回收。

5、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,现1#机收球率在95%以上,2#机达到了99%，3#4#
机均在90%以上，两侧清洗效果也比较均衡。根据计划停
机时检查凝汽器钢管发现,钢管内壁光洁明亮,半年内肉
眼观察无明明显结垢现象，体现在运行参数上,凝汽器端
差始终保持在7--8C，真空半年内衰减度在0.001MP以
内,达到了预期目的。
    
实践表明胶球清洗装置的定期正常投用，能及时清除
掉凝汽器管束内壁的结垢物,使凝汽器管束保持较高的清
洁度，改变了以往每年入夏前必须清洗一次凝汽器的问.
题,有效地降低了发电成本，对提高机组经济性能起到非
常重要的作用，每年单台循环泵运行时间在6个月以上，
四台机每年可节约厂用电约541.6万度以上,仅此一项就
可产生经济效益195.5万元，由于长时间保持较高真空，
对发电量及综合热效率会产生更大的经济效益。