鱼莉萍

摘 要：介绍了220 MW汽轮机组凝汽器胶球清洗装置，分析了该设备收球率低的原因，并提出了具体的改进措施。

关键词：胶球清洗；收球网；凝汽器；收球率

中图分类号：TK264.1+1 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.02.100

汽轮机凝汽器是火力发电厂的重要设备之一，凝汽器水侧管的清洁度对汽轮机凝气器保持真空和提高机组经济性有十分重要的意义。为了保证凝汽器处于最佳运行状态，需要定期对凝汽器清洗和维护。

凝汽器脏污分为汽侧污染和水侧污染。汽侧污染主要因亚硫酸盐和石炭酸盐附着所致，可用80～90 ℃热水冲洗；水源不同，引起的水侧污染也不同，进而造成的污染、堵塞、结垢也有所不同。无论哪种污染，均会引起凝结器铜管结垢，进而使热阻增大、通流面积减少。

凝汽器水侧常用的清洗方法除胶球清洗外，其他方法都无法实现在线清洗，且需要大量的人力。胶球清洗具有劳动强度低、安全和可靠等特点，已成为减小凝汽器端差、提高汽轮机循环热效率和降低发电煤耗的有效手段。但使用胶球清洗装置时，存在冬季收球困难的问题，这会导致凝结器端差升高，进而使机组真空受到影响，不仅无法最大限度地降低终参数，还会影响机组的经济性。

1 应注意的问题

胶球清洗的效果与清洗时真正参与循环的胶球数量有直接关系，根据已有的运行经验，为了提高胶球回收率，必须注意以下6个方面。

1.1 循环水携带杂物堵塞凝汽器铜管

循环水冷却采用自然通风冷却，冷却水塔淋水填料为PVC塑料填料。虽然这种填料的冷却效果好，但承载能力差，加之水泥支撑构件的设计不合理，在北方地区冬天气温偏低（最低-32.4 ℃）时，淋水填料底面会出现大量挂冰，当冰挂量到达一定数量时，淋水填料就会大面积破碎、脱落。此外，多数冷却水塔的施工质量一般，水泥构件表面剥落频繁，导致大量的水泥、石子和淋水填料进入循环水。

1.2 收球活动网板设计分析

凝结器胶球清洗系统的收球活动网板采用正“人”字形结构，网板与壳体内壁的夹角为30°。由水流动力学原理可知，这种设计在运行过程中不仅会形成较大的水阻，且极易产生涡流，导致胶球无法顺利进入收球口，当胶球数量较多时，容易造成堵塞。

收球活动网板的转轴通过曲柄连杆机构手动驱动，连杆与曲柄采用销轴连接，销轴与销孔为线接触。在这种设计中，经长时间运行后磨损量逐渐增大，极易产生空行程，导致活动网板无法关闭到位，壳体与内壁之间形成较大的缝隙，进而造成卡球或逃球。

1.3 胶球系统布置分析

凝汽器胶球清洗系统循环管道不应过长，弯头和阀门不应过多，否则，会增大胶球循环的阻力，进而在阀门和弯头处产生积球。

1.4 胶球质量分析

对所加胶球进行宏观检查，如果发现胶球的网孔不均匀、大小大一或手感不同，则胶球质量不达标。经7～8 d浸泡后，如果有1/2球的湿态比重小于循环水，则当胶球进入凝汽器水室后，大部分球会处于水室顶部，无法通过铜管进入回水管中，进而造成胶球回收率降低。

1.5 凝汽器水室结构分析

如果凝汽器冷却水室的四角为直角，则循环水极易在此处形成涡流。当胶球到达此部位时，会在原地打旋，无法进入胶球回收管道。为了提高收球率，可以在凝结器前、后水室的四角加装弧形铁板，以达到圆滑、消除死角的目的；在凝结器水侧的空气管、放水管等部位加装孔滤网；在暂时不使用的盲孔上加盖板，以免循环水流产生漩涡，使胶球在水室死角积聚。

1.6 凝结器循环水的压差

湿胶球直径比钢管内径大l～2 mm，胶球在循环水进、出口压差的作用下进入钢管，呈卵形。当胶球经过冷凝管时，会擦洗冷凝管的内表面。胶球通过凝结器铜管的过程中，需要在循环水压力的作用下完成。如果循环水进、出口的压差过小，则胶球无法顺利从铜管中通过，进而使收球率降低。

2 改进方法

为了提高胶球的回收率，保证凝汽器铜管的清洁度，可从以下6方面完善。

2.1 加强机械过滤

加强机械过滤的目的是防止杂物堵塞铜管。投入胶球清洗前，应用压缩空气对铜管进行逐根吹管检查。当遇到吹不通的铜管时，应尽可能地将其捅通。如果捅不通，则应将铜管堵住，防止胶球进入。

2.2 改进收球网板

将活动收球网板与循环水管壳体内壁的夹角由原来的30°改为25°，使其符合水流动力学原理。改进后，冷却水在出球口处不易形成涡流，且由于夹角变小，活动网板变陡峭，胶球在水流的带动下能顺利进入出球管。同时，在网板下部的出球口处设置固定网板，并与壳体成圆弧形焊接，以消除原有的小锐角死角，增大出球口空间，从而使收球更加通畅。

2.3 改进收球活动网板的执行机构

将活动网板的执行机构改为电动推杆+齿轮齿条的传动机构。这样改进有以下2个优点：①电动推杆的推力较大（20 kN），且梯形螺纹具有良好的自锁性，在水流的冲击下，活动网板不易脱离档板，进而不会出现逃球现象；②齿轮齿条传动为面接触，在小角度范围内磨损均匀，即使长时间使用时，也可通过调整齿条位置，使收球网板关闭到位，完全避免了收球网逃球的现象。

2.4 改造胶球系统管路

应遵循“管路尽可能短、管路弯头尽可能少”的原则，拆除多余的弯头，使管道布置趋于合理化。同时，从出球口至胶球泵入口的管路应向下倾斜15°～20°，以减少循环水在管道内的阻力，避免胶球在管道内积聚。

2.5 严把胶球质量关

要找正规厂家购买胶球，胶球形状应规则（圆形），直径比管内径大1～2 mm，孔隙大小均匀，孔与孔之间相通。在投运前，要使胶球浸水6～7 d，吸水后应不变形、不变质，湿态比重略大于循环水（不浮在水面上）。当检验合格后，方可加入系统投运。

2.6 冬季采用特殊的胶球投收方法

因冬季胶球回收困难，所以，在单循环水泵运行时，可采用定期投入胶球系统运行的方法。如果胶球的收球率大幅降低，且为避免胶球过多堵塞凝结器钢管，则可不必每日投入胶球清洗装置。可通过不投胶球期间的端差变化趋势确定清洗时间。可选在设备定期切换的前一天投入，切换设备时，开双循环水泵收球。同时，应注意凝结器端差的变化情况，一旦端差快速增大、真空明显降低，则应及时投入胶球清洗装置，避免影响真空。

〔编辑：张思楠〕