胶球清洗装置收球率低的原因分析及改进措施

     保持凝汽器真空和较小的端差，是提高机组热效率的方法之一。胶球清洗装置可以实现在线清洗，具有劳动强度低、安全可靠等优点，成为减小凝汽器端差、提高机组热效率和降低煤耗的有效手段被普遍采用。针对我厂#8机凝汽器胶球清洗装置收球率低的状况，通过对影响收球率的原因进行分析并提出相应的预防措施，以提高胶球清洗装置的清洗效果，保持凝汽器管束的清洁，确保机组安全平稳的运行。

1安装胶球清洗装置的原因

     通过选取我厂#8机组凝汽器典型工况时的数据（#8机组凝汽器设备规范见表1）：机组负荷9.0MW、冷却水温度29.0℃、两台循环水泵运行，低压缸排汽温度46.8℃,对应的饱和压力为10.5kPa。核算出凝汽器端差为5℃,凝汽器清洁系数在0.75左右。由凝汽器特性曲线及性能核算结果可知，在上述工况下凝汽器压力应达到10kPa，故凝汽器实际性能低于设计水平。经过综合分析后得出：凝汽器冷却管结垢严重、凝汽器冷却面积减少、冷却管清洁度低是影响凝汽器性能的一些主要因素。

     目前针对凝汽器性能不足的现状，电厂常用的方法就是利用胶球清洗装置。可以实现在机组不停运时对凝汽器管束进行清洗，不仅减轻劳动强度，而且可以减少由于清洗凝汽器需要开停机的次数，节约了成本。通过胶球清洗装置的定期投运，使凝汽器换热管一直保持较清洁的运行状况。

表1    8号机组凝汽器设备规范

名称 单位 8号机组

凝汽器冷却面积 m2 975

冷却水流量 m3/h 2600

设计冷却水温度 ℃ 20

设计压力 kPa 5.97

冷却管总数

（主凝区+空冷区） 根 3420

冷却管材质

（主凝区+空冷区） / 铜

冷却管外径×壁厚 mm Φ25×1

2胶球清洗装置的结构

     胶球清洗装置由胶球、二次滤网、收球装置、装球室、分汇器、管道、阀门、胶球泵及胶球清洗程控装置等设备组成。

3胶球清洗装置的原理

     凝汽器胶球清洗是将一定数量的海绵胶球由胶球泵送至凝汽器冷却水进水管，借助循环水流的作用将大于凝汽器冷却管内径的海绵橡胶球挤过冷却管，对冷却管进行擦洗。胶球清洗装置可以在机组不减负荷的情况下对凝汽器进行循环清洗，保持凝汽器管束的清洁度，防止凝汽器传热效果恶化，提高机组热效率，降低发电煤耗。同时还可以减缓冷却管内侧腐蚀，满足机组安全运行的要求。其系统流程如图1所示。

4收球率低的原因分析

     通过对胶球清洗装置以及凝汽器的检修发现，造成胶球清洗装置收球率低的原因有以下几个方面：

     4.1收球装置的栅网板关闭不严。栅网板是由电动装置驱动，当执行机构的限位调整不当时会导致栅网板不能关闭到位，致使壳体与栅网板之间存在缝隙，造成收球率降低。收球装置的栅网板的间隙不均匀，在运行中结垢导致间隙减小，胶球无法通过或者被卡住无法回收。

     4.2凝汽器水室存在涡流或死角，胶球聚集在水室中无法被回收。

     4.3由于玉门地区水质泥砂含量较大，氧离子含量高，易发生砂蚀，导致冷却管壁的保护膜发生剥离、脱落；此外冷却管长期使用过程中，脱锌腐蚀速度较快，防保护膜脱离能力也不强。再者凝汽器长年连续运行，铜管受到腐蚀，表面结垢。凝汽器冷却管结垢以及脱落的水垢、杂物等，增大了胶球通行的阻力导致胶球无法通过冷却管被卡在里面，引起收球率降低。

     4.4胶球在湿态时如果还能浮在水面上，当进入水室后就会处在水室顶部，不能进入回水管中，不能被回收。

     4.5循环水压力低、水量小，胶球穿越冷却管能量不足，卡在管中。

5需要采取的措施

     针对可能造成收球率低的原因，采取逐一检查消除的方法来提高收球率：

     5.1通过调整执行机构的限位，确保收球装置的栅网板能够关闭到位。同时打开收球装置检修孔，检查栅网板的结垢和间隙情况，及时清理杂物和调整间隙，消除由于收球装置导致收球率降低的因素。

     5.2在检修过程中发现胶球易聚集在凝汽器进出口水室的隔板、水室端盖及管板衔接处的死角处。通过采取对胶球易聚集的地方加装弧形的导流板，改变此处的水流方向，并将死角隔开等措施来改善凝汽器水室中的水流紊乱对胶球回收造成的影响。

     5.3凝汽器传热效果降低，导致端差增大、真空降低，严重影响机组的经济性。而频繁的酸洗或高压水清洗，会使铜管管壁因腐蚀或冲刷而减薄，不仅缩短凝汽器管束使用寿命，而且降低大大机组投运率，甚至不能满足电厂正常生产及外界负荷变化的需要。增加凝汽器铜管泄漏率，铜管泄漏会破坏凝汽器水侧密封性。循环水的漏入使得凝结水质变坏，随着泄漏加剧，致使给水、炉水及蒸汽的水汽质量恶化。虽然在循环水中添加阻垢缓蚀剂进行阻垢处理，但因循环水浊度高，仍不能有效解决凝汽器管束结垢问题，必须停机对凝汽器进行清洗。

     针对铜管在实际应用中存在的不足，将铜管更换为不锈钢管。不锈钢管具有内壁光滑不易结垢等优点，可以减小胶球通行阻力，提高收球率。此外要定期对循环水滤网进行清洗、检查，如果发现滤网存在缺陷要及时更换，防止有杂物进入凝汽器。在检修期间彻底清理水室及冷却管中的水垢及杂物，减小胶球通行的阻力，防止被卡在冷却管中。

     5.4要正确选择和使用胶球。要选择品种、直径、硬度、吸水沉降速度等均符合的胶球。湿态的胶球比重应与循环水比重保持一致，这样才能悬浮在凝汽器的任何位置。所以要在使用前浸泡三天以上，筛除不符合要求的胶球。此外，胶球在水中浸泡一段时间后，个别胶球可能变大，这类胶球也要及时更换，防止冷却管被堵。所以在胶球清洗装置运行前对胶球的检查和筛选也十分重要。

     5.5如果收球率较低，在投入胶球清洗装置前可以增开一台循环水泵，增强胶球通行的能量。此外对循环水泵的检修也要认真进行，防止循环水泵出力不足造成收球率下降。

     胶球清洗装置的定期正常使用，能及时清理凝汽器内壁污物，使凝汽器管束保持一定的清洁度。因此提高收球率，确保胶球清洗装置的使用效果是十分必要的，对提高机组经济性起到一定的作用。