胶球清洗凝结器装置的佳运行方式

       胶球清洗装置能清洗圆形水管式凝结器及热交换器，清除管内脏污与结垢，以保持良好的传热效果，确是一种节约能源、防止水管腐蚀，延长设备寿命的有效措施，电站中已广泛应用。
       在国外胶球清洗装置的设备运行费用与节能所回收的费用相比，常认为是微不足道的。为了取得大的经济利益，装置多是连续运行，以使凝结器持续处在佳的传热系数下，但是，国内由于胶球价格高，寿命短，造成装置运行费用高，因此，目前大多数电站都采用定时、间断运行的方式使用。这样，凝结器运行只能在短暂的瞬间接近佳的传热系数，若处理不好，能源浪费问题就不能得到较好的解决。
       胶球清洗装置间断停运所节省的费用，是否能抵挡机组脏污的能源损失是一个值得商讨的问题。这样就有必要从理论上建立数学模型，对电站的具体情况进行分析，以确定胶球清洗装置的佳运行方式和清洗的时间间隔。这对节约能源有很大的意义。
       对运行方式和胶球清洗间隔的经济分析，可从两方面讨论。
1.胶球清洗装置的运行费用
       胶球有效清洗次数：n?=t?/t?(1)时间t内清洗次数：n=t/x(2)时间t内胶球清洗装置运行费：Y?=(ya/n?+y?t)n+y?t(3)将(1)、(2)式代入(3)式，即得：(4)式中t时间(h);ya——胶球总价格(Yuan);y?——单位时间清洗运行费(Yuan/h);ye——单位时间设备折旧费(Yuan/h);t:——每次清洗持续时间(h);ta——胶球寿命(h);C清洗时间间隔(h)。
2.脏污损失费用
       测取每台机组自然脏污曲线，即汽轮机排汽压力随时间的变化关系。P=Q?(t)(5)查原机组功率微增特性曲线，即汽轮机功率微增随排汽压力变化关系。N=P?(P)(6)由(5)、(6)式得机组功率自然损耗曲线，即功率减少随时间变化的关系。N=f(t)(7)在无胶球清洗装置时，自然脏污电度损失为：(8)相应的价值为：Ym=y?W(9)其中y?为电价(Yuan/kW·h)。现在研究间断投入清洗装置时的脏污损失价值。在停止投入胶球清洗时功率损耗曲线与自然损耗曲线相同；N?=f?(t)在投入胶球清洗时功率损耗曲线为：N?=f?(t)(11)每时间间隔x内脏污的电度损失为：
       为简化计算，在时间不长的一段间隔内，可将功率损耗曲线按直线看待，见图。图间断清洗的功率损耗的线性化曲线N?≈at(13)N?≈a(x-t?)-bt(14)式中a——脏污速度，即单位时间内功率的损耗值(kW/h);b——清洗速度，即单位时间内功率的微增值(kW/h)。
       因此，x时间间隔内脏污的电度损失为：(15)简化式为：(16)若t;<x时，则(17)在时间t内脏污损失费为：Y?=ny?W(18)将(2)、(16)式代入(18)式得：(19)经济损失总和：经济损失Y为上述二者之和，即；Y=Y?+Y:(20)将(4)、(19)式代入(20)式得：(21)佳清洗时间间隔：确定佳清洗时间间隔，求经济损失总和Y的小值：(22)根据国内实际使用情况，清洗持续时间采用定值，即：t?=const可得：(24)(24)式即为求解佳清洗时间间隔的数学模型。计算实例：机组型号：N50-90-1型单缸、冲动、凝汽式汽轮机；凝汽器型号：N-3500-1型双路双通表面回热式；冷却面积：3500m2;铜管数量：6222根；铜管尺寸：φ25×1×7220mm;机组与胶球清洗装置运行数据：胶球投入个数：150～200个(铜管根数/4的10%),每根铜管清洗一次所需时间：2.7min(试验值)单个胶球价格ya=0.30Yuan;胶球寿命ta:280h;每次清洗运行费用yoti:20Yuan;每次清洗持续时间t?=(0.5～1)h,0.5h);脏污速度a=6～12kW/h,(取8kW/h);电价Ja=0.08Yuan/kW·h佳清洗时间间隔：根据(24)式计算=7.9～8(h)即可认为每班清洗一次，清洗时间30分钟为宜。
结论：
       1、由(24)式可以求解出胶球清洗装置佳的清洗时间间隔；
       2、佳的清洗时间间隔与运行条件及设备条件多种因素有关，因各厂具体情况而异；
       3、若脏污速度高，电价贵，胶球清洗装置持续时间短，胶球清洗装置运行费用低或胶球寿命长、价格低廉，都可使清洗时间间隔缩短；
       4、当清洗时间间隔x<t,胶球清洗装置即连续投入运行，此时脏污损失达到小；
       5、(21)与(24)式亦可给制造厂提高设备质量、降低成本提供合理指标；
       6、通过实例计算看出，脏污速度及持续时间是影响佳胶球清洗装置时间间隔的重要因素。因此对各种不同机组，各电站不同情况需经多次试验摸索，以准确确定其脏污速度及持续时间。