凝汽器胶球清洗装置系统中胶球在收球网中的运动情况和防止积球的方法
收球网是胶球清洗装置的重要部件之一。一个好的收球网应有：足够的机械强度，运行安全可靠；尽可能小的水阻；结构简单，制造、安装、检修方便；不积球和不逃球等等。但设计的中心问题是收球网能长期保证不积球，不逃球。只有这样才有可能保证整个清洗装置有高而稳定的收球率，使凝汽器胶球清洗装置系统具有良好的清洗效果，收到经济实效。要保证收球网不逃球，只需将收球网板上开孔的几何尺寸或栅格间距制作适当即可。而要保证收球网不积球，则要对胶球在收球网板上的受力情况和水流在收球网中的流动进行分析。
(一)胶球的受力情况
凝汽器胶球清洗装置凝汽技术发展的初期，采用硬质胶球。目前清洗用球改用海绵胶球。这种海绵球湿态时比重为0.96～1.06克/厘米3,很接近于水的比重。另外由于球质较软、压缩率大容易变形，易于积球。
当海绵球与网板接触后，球受到几个力的作用：重力、浮力、摩擦力、还有由于水流与球运动方向不一致而被部分滞止的力和水流绕过球所产生的力等。由于球的湿态时比重与水很接近，可以近似地认为重力和浮力抵消。水流绕过球所产生的力和水流速度及其在球面上分布的情况有关，并且这个力的大小随流速增大而增大，只在某些情况下才等于网板前后的压差。
为方便起见，我们仍用网板前后压差来进行分析。这个力和水流被球部分滞止所产生的力的方向一样，均与水流线方向一致。胶球在网板上的运动形式主要有滚动和滑动。无论是滚动还是滑动，均与球受到的平行的网板的分力F有关，即与水流同网板夹角θ(图1)有关。显然，θ角愈大，力F愈小，因而愈不利于球的运动。此外，球的运动又受到网饭形状和结构的影响。如果胶球运动所经过的“通道”不畅，运动也要受阻。
由此可见，影响积球的主要因素为：海绵球的性质、流线与网板之间的夹角θ、网板前后的压差以及收球网板的结构和形状，还可能与局部的旋涡有关。
(二)水流在收球网中的流动情况
目前各电厂胶球清洗装置中所采用的收球网主要有活动栅格型收球网和固定锥形收球网，其它型式的收球网都是从这两种收球网演变而来的。
下面以活动栅格型收球网的上收球网板为例进行分析，所得出的结论可适用于各种型式的收球网。为简单起见，以下的分析都是在一定的假设条件下进行的。
1、沿收球网中轴向的水流线的变化
先假定：收球网进口水流线为平行流线；网板无限薄，网孔之间距离非常小，因而水流通过时无阻力损失。设进口平均流速为Vo,下方箱的水流平均流速为V?。以下分三种情况进行分析。
(1)进入下方箱的中心部分流体(以下简称中心部分流体)既不加速也不减速，其余部分流体亦不发生变化。对于无粘性流体，此时V?=V。。在这种情况下流线不发生任何变化：仍为平行直流线。各处流线与收球网板的夹角均相等，等于网板与中心线的夹角(图2),即式中α为收球网板的设计夹角。
(2)中心部分流体受阻，速度减小。对于无粘性流体，此时V?<V。图3可以证明，沿收球网中轴线方向，流线与网板的夹角逐渐增大，且均大于即图3沿收球网中轴线方向，流线与网板的夹角逐渐减小，且均小于a/2.
2、垂直于收球网中轴线的任一截面上流线的变化在同样假定情况下，分三种情况：
(1)中心流速等于进口流速，即V?=V?时，o
(2)中心流速小于进口流速印V?<V?时若中心流速为V?时所对应的流线与网板的夹角为01,当中心流速从V:变化到V?'时，所对应的流线与网板的夹角为0?'时，则当V?>V'?时，0,<0?′;当V?<V'2时，θ?>θ'2o(3)中心流速大于进口流速，即V?>V?时，若V?时对应夹角为01,当V变化到V?'时，对应夹角为θ!',则当V?>V?'时，0?<0?';当V?<V?'时，θ?>0?'。
考虑到水流穿过网板时的阻力损失，并假定Vo为收球网进口平均流速，V?为下方箱进口(即上收球网出口)平均流速，作近似分析，可得出如下结论：若V?<Vo,则流线向网且随水流运动方向0角不断增大，在收球网底部达大值；当V?=V?时，网板各处流线向网板方向偏移程度相同，;当V?>V?时，从V?等于V?开始随V?增加，流线逐渐平直，而后向收球中轴方向偏移。对于同一个与收球网中轴线直的截面，0角随网内平均流速的增加而减小，当V:从小于V。增大到大于Vo时。θ角从大于变化到小于。
(三)防止收球网积球的方法
根据海绵球在网板上的受力情况和水流在收球网中的运动情况，可以从以下两个方面来防止收球网积球，一是改变水流线与收球网板的夹角，二是选用合适的收球网结构和形状。下面介绍的几种方法有时可以同时达到上述两个要求。
1、合理地选择胶球泵。增加胶球泵的流量，可减小流线与网板的夹角，提高收球率，但同时增加了热水回流量和设备投资。设计良好的收球网，其热水回流量为循环水量的0.4-1.0%。胶球清洗装置系统阻力将影响胶球泵的实际流量，因而要求清洗系统的管路尽可能短直、简单。
2、保证收球网有适当的夹角α。一般固定锥形收球网α等于15°~20°,活动栅格型收球网上下网板的夹角取45°~60°。
3、采用合理的收球网板型线。为适应收球网中流线的变化可采用如图4所示的网板形状，也可采用带扩口的收球网板(图5)。
有关资料曾提到扩口角β为直角时收球率高。但当β角过大时，球容易卡在扩口栅格和下方箱的接头部分；当β角过小时，球容易附着在扩口栅格上，一般选取β为65°~90°。
4、增加下方箱的流量。可通过在下方箱下收球网板之内的前后壁上开孔或做成栅格状来达到。(图6),切忌在下收球网板之外的前后壁或侧壁上开孔，否则将增加通过下收球网板的流量，增加下收球网积球的可能性。
5、加装导流翼，在上收球网喉部加装形状如倒悬机翼的导流翼，由于导流翼尾部脱流形成旋涡，从而减少流线向网板的偏移，同时导流翼上方将会有更多的水流通过上收球网板而减少进入下收球网板的流量，对下收球网也有利。导流翼的安装高度，可按允许2—4个海绵球并排通过导流翼与网板的小通道尺寸来确定。
6、加装调节阀和关断阀。加装调节阀可改变下网板前后压差，从而减小下网板积球的可能性，它可使收球网适应不同现场安装条件和一定范围的工况变化。应当指出调节阀对上，下网板起着相反作用，因而在加装调节阀时应同时考虑改善上收球网喉部的流动状况。若在加调节阀的同时安装关断阀，则可通过两阀的配合动作，对下网板进行反冲洗。经验表明，迅速启闭关断阀还可回收偶而停留在上收球网喉部的海绵球。
7、采用合理的网板结构。这里包括许多内容，如收球网的选型，对于水质清洁的闭式循环供水电厂，可用周定锥形收球网；而对于水质差的开式循环电，则宜用活动栅格型收球网；网板的结构采用栅格状；收球网栅格间距或长园孔宽度应为的海绵球湿态直径(通常海绵球湿态直径等于凝汽器铜管内径加2毫米)等等。
8、根据上述措施曾对一台收球率低的固定锥型收球网进行改造，(见图7)。实践证明，这种改造方案对提高收球率是有一定效果，但还不够理想。
