汽輪機(jī)凝汽器膠球清洗裝置是火力發(fā)電廠設(shè)備中非常重要的清洗設(shè)備其作用在于保持凝汽器換熱管路的清潔，提高凝汽器的換熱效率，因此膠球清洗裝置對提高整個機(jī)組的熱效率有重要影響分析了熱電生產(chǎn)中心的4臺60MW汽輪機(jī)組凝汽器膠球清洗裝置收球率低的原因，提出具體改造措施改造后膠球的收球率明顯提高，汽輪機(jī)組的端差也顯著下降，機(jī)組的熱效率提高，達(dá)到了節(jié)能減排的目的。

關(guān)鍵詞：凝汽器膠球清洗裝置端差排汽溫度收球

1存在問題

在火電廠中，凝汽器的作用之一是在汽輪機(jī)排汽口造成一定的真空度，使機(jī)組排汽盡可能地做功，減少冷源損失而影響凝汽器真空度的因素很多，其中傳熱端差是衡址凝汽器換熱性能的重要參數(shù)凝汽器膠球清洗裝置是火力發(fā)電廠設(shè)備中非常重要的清洗設(shè)備，其作用在于保持凝汽器換熱管路的清潔，降低傳熱端差，提高凝汽器真空度.進(jìn)而提高凝汽器的換熱效率，因此膠球清洗裝置對提高整個機(jī)組的熱效率有著非常重要的影響有4臺60MW機(jī)組（1\2,機(jī)組型號為C60-8.83/1.28-H;3*,4"機(jī)組型號為CC60-8.83/4.12/1.47）,其凝汽器膠球清洗裝置由裝球室、膠球輸送泵和收球網(wǎng)幾大部件組成見圖10因其投運(yùn)時間早（20世紀(jì)80年代），設(shè)計不合理，T.藝水平落后，設(shè)備老化嚴(yán)重等原因，造成收球率極低（一般只有20%左右），導(dǎo)致清洗凝汽器銅管（材料為HSn70-l錫黃銅）內(nèi)積垢的厚度逐漸增大，腐蝕情況越來越嚴(yán)重，且換熱管端差也不斷增大（1\3’機(jī)組端差達(dá)到8Y）因凝汽器銅管垢下腐蝕日趨嚴(yán)重，經(jīng)常發(fā)生泄漏，造成凝結(jié)水硬度超標(biāo)，被迫多次停運(yùn)査漏、堵漏據(jù)統(tǒng)計，僅2006年、2007年發(fā)生泄漏就超過10次，期間停機(jī)檢査銅管，發(fā)現(xiàn)內(nèi)壁結(jié)垢厚度達(dá)l~2mm現(xiàn)場只能利用停機(jī)機(jī)會組織人力突擊清除水垢，但水垢被清除后，原腐蝕點(diǎn)外露又增加了銅管泄漏的可能性，問題沒有得到根本解決老型號的膠球清洗裝置既無法確保換熱管內(nèi)壁清潔及良好的換熱效果，又影響機(jī)組的安全運(yùn)行，是急待解決的問題

圖1儀征化纖熱電中心凝汽器膠球清洗裝置

2膠球清洗裝置技術(shù)分析

熱電生產(chǎn)中心對4臺機(jī)組凝汽器膠球清洗裝置進(jìn)行了全面檢查，收球率低的主要原因如下：（1）膠球清洗裝置收球活動網(wǎng)板設(shè)計不合理凝汽器膠球清洗系統(tǒng)的收球活動網(wǎng)板釆用正人字形結(jié)構(gòu)，網(wǎng)板與殼體內(nèi)壁夾角為300.如圖2所示，且收球網(wǎng)在收球狀態(tài)時板邊緣與循環(huán)水管
筒壁吻合處間隙大于5mm,這種設(shè)計在運(yùn)行過程中不僅形成比較大的水阻.而且極易產(chǎn)生渦流，使膠球不能順利進(jìn)入收球口，當(dāng)數(shù)量增多時，容易造成膠球堵塞或漏入循環(huán)水系統(tǒng)中(熱電中心的各循環(huán)冷卻水塔出水口常發(fā)現(xiàn)大量膠球)熱電生產(chǎn)中心曾將2機(jī)收球網(wǎng)進(jìn)行過試改造，將收球網(wǎng)改成“V”型，如圖3所示，但改造完成后，膠球清洗裝置投入運(yùn)行.發(fā)現(xiàn)有大址膠球卡在兩個收球網(wǎng)底部接觸的地方，無法回到收球室，其收球率依然偏低，只有30%左右，改造未達(dá)到預(yù)期目的

膠球清洗裝置收球網(wǎng)網(wǎng)板用材不合理，老化腐蝕嚴(yán)重其中3"、4"汽輪機(jī)組膠球清洗裝置在2009年上半年解體檢査，發(fā)現(xiàn)收球網(wǎng)已嚴(yán)重變形，大、小收球網(wǎng)網(wǎng)格結(jié)垢很嚴(yán)重，在網(wǎng)柵和管筒內(nèi)環(huán)上發(fā)現(xiàn)大量的雜物，使柵格流通面積減小，導(dǎo)致膠球可能卡在收球網(wǎng)的柵板上，進(jìn)而又加劇了膠球的堵塞，形成惡性循環(huán)，設(shè)備性能嚴(yán)重下降圖32,汽輪機(jī)組膠球清洗裝置收球網(wǎng)改造成"V"型后的系統(tǒng)圖2改造前的收球網(wǎng)縱剖面結(jié)構(gòu)注：1搦環(huán)水管管壁；2軸；3網(wǎng)板；4膠球引出管收球活動網(wǎng)板的執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計不合理收球活動網(wǎng)板轉(zhuǎn)軸回轉(zhuǎn)范圍小，且不易調(diào)整，經(jīng)長時間運(yùn)行后磨損量較大，極易產(chǎn)生空行程.導(dǎo)致活動網(wǎng)板不能關(guān)閉到位，網(wǎng)板邊緣與循環(huán)水管內(nèi)壁之間形成較大的縫隙，造成卡球或逃球膠球系統(tǒng)管道、閥門布置不合理目前凝汽器膠球清洗系統(tǒng)循環(huán)管道長、彎頭和閥門多，增大了膠球循環(huán)阻力，在閥門和彎頭處容易產(chǎn)生積球膠球在管中只能依靠循環(huán)水作動力，清除冷卻管內(nèi)壁上的薄層淤泥或水垢若循環(huán)水中含有較多的雜物，如水生動物、垃圾、碎石及各種有機(jī)物，不僅會堵塞二次濾網(wǎng)，使循環(huán)水壓差減小，流量減小，不利于膠球的循環(huán)，而且會堵塞凝汽器的管孔，妨礙膠球的通過同時循環(huán)水流量的減小會導(dǎo)致循環(huán)水的溫升較明顯，排汽溫度升高，汽輪機(jī)組的熱效率下降我國大多數(shù)凝汽器的設(shè)計均未考慮膠球清洗裝置的運(yùn)行，通過對凝汽器結(jié)構(gòu)與膠球清洗裝置適應(yīng)性全面檢查，發(fā)現(xiàn)進(jìn)出口水室的流程隔板與水室蓋及管板的銜接處的狹縫可能引起水流的倒串，導(dǎo)致膠球卡住。

3膠球清洗技術(shù)改造

針對以上原因，釆取以下改進(jìn)措施

(1)將原收球網(wǎng)拆除，采用新型A形設(shè)計的雙箭式收球網(wǎng).縮短出球距離，增大通流面積，減小運(yùn)行阻力在收球網(wǎng)板前后各安裝一個循環(huán)水壓力監(jiān)測點(diǎn)，當(dāng)網(wǎng)板前后壓差過大時(>0.05MPa),可進(jìn)行必要的調(diào)整并制定相應(yīng)網(wǎng)板的清理工作計劃，新型收球網(wǎng)結(jié)構(gòu)見圖4

(2)新安裝的收球網(wǎng)板網(wǎng)格縫隙為7mm肘，其誤差不超過±0.4mm,具有足夠的強(qiáng)度和剛度，長期運(yùn)行不會產(chǎn)生變形現(xiàn)象；處于收球位置時，網(wǎng)板與筒壁帖合嚴(yán)密，局部不嚴(yán)處的縫隙不超過3mm網(wǎng)板采用電阻焊板狀結(jié)構(gòu)，其表面光潔度高、無毛刺、不易存雜物，其不銹鋼材料抗腐蝕強(qiáng)，長期浸泡在循環(huán)水中不易生銹；收球網(wǎng)的網(wǎng)板可以轉(zhuǎn)動，在膠球循環(huán)運(yùn)動時網(wǎng)板置于“收球”位置，在不投運(yùn)膠球時，網(wǎng)板置于“運(yùn)行”位置(即網(wǎng)板與循環(huán)水水流方向平行)

圖4改造后的A形雙箭式收球網(wǎng)縱剖面結(jié)構(gòu)注：1捕環(huán)水管管壁；2網(wǎng)前測壓點(diǎn)；3導(dǎo)流.板.；4軸；5網(wǎng)板；6脫球引出管；7網(wǎng)后測驗點(diǎn)；8觀寨孔

對原收球管路進(jìn)行改造，盡可能的減少收球管路系統(tǒng)的彎頭、死角，使管道布置趨于合理化從出膠球引出管管口至膠球泵人口的管路向下傾斜15左右，減少循環(huán)水在管道內(nèi)的流動阻力，增加水的流速，避免膠球在管道內(nèi)的積聚現(xiàn)象，使膠球的出球方向與水流方向一致，減少旁路水量，降低膠球泵出力改造后系統(tǒng)見圖5乙側(cè)收球網(wǎng)凝汽機(jī)甲側(cè)收球網(wǎng)圖5改造后的凝汽器膠球清洗裝置系統(tǒng)圖循環(huán)水回水循環(huán)水進(jìn)水循環(huán)水進(jìn)水循環(huán)水回水在循環(huán)水管內(nèi)收球網(wǎng)前安裝導(dǎo)流裝置，加強(qiáng)循環(huán)水管殼體中的紊流，使出球更暢通，且在出球口上方裝設(shè)窺視孔，可在運(yùn)行時了解膠球流動的狀態(tài)，以便隨時調(diào)整導(dǎo)流裝置新型收球網(wǎng)有多種不同格柵距和不同格柵迎水角度,以適應(yīng)不同水流和不同水速且在循環(huán)水收球網(wǎng)段殼體出口處裝設(shè)有固定的漏斗狀擋球鋼板.可防止逃球提高水流的帶球能力，提高收球率”并在漏斗狀擋球鋼板處開設(shè)觀察孔，可隨時觀察收球網(wǎng)收球狀況，做必要的調(diào)整。

（6)凡是新更換凝汽器的銅管嚴(yán)格按國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢査、驗收，排除扁、癟管；冷卻管伸出管板的長度亦嚴(yán)格執(zhí)行國家的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，防止在此形成死區(qū)；徹底清除水室及管內(nèi)的一切雜物，確保潔凈之后再封閉。

(7)根據(jù)本中心的凝汽器銅管內(nèi)徑23mm,采用24mm優(yōu)質(zhì)海綿球取代原25mm的海綿球，它具有耐磨性強(qiáng)、質(zhì)地柔軟富于彈性、硬度適中、氣孔均勻貫通、沾污垢后易于脫落等特點(diǎn)。

(8)對裝球室進(jìn)行了改造.安裝新裝球室，其容積大于投球所占空間的3倍以上，保證膠球在循環(huán)過程中有適用的間隙，能夠保持循環(huán)的穩(wěn)定同時裝球室進(jìn)、出口連接管內(nèi)壁光滑，無死角.保證加球的均勻且不發(fā)生堵球現(xiàn)象。

(9)更新膠球清洗泵，使用揚(yáng)程更高，流量更大的125JQ-15型膠球泵代替原125SS12型泵，新泵的揚(yáng)程為15m,流量為90mVh。新的膠球泵功率更大.使膠球更易送出。

4膠球清洗裝置應(yīng)用效果

2011年4-6月熱電生產(chǎn)中心4臺汽輪機(jī)組凝汽器膠球清洗裝置先后完成改造，新設(shè)備投入運(yùn)行后膠球冋收率均提高到96%左右.加強(qiáng)了膠球清洗凝汽器銅管內(nèi)污垢及帶出雜質(zhì)的能力，提高凝汽器內(nèi)銅管清潔度，換熱端差有明顯下降，數(shù)據(jù)見表1經(jīng)過一段時間的運(yùn)行后，機(jī)組真空度也上升了0.4%~0.6%

由表1可看岀4臺機(jī)組端差平均下降了1.5二眾所周知，保持凝汽器較高的真空度和較小的端差，是提高機(jī)組循環(huán)熱效率的主要方法之一以50MW機(jī)組為例，汽輪機(jī)背壓降低0.004MPa,將導(dǎo)致熱耗下降76.1kJ/(kW•h).煤耗減少9.70g/(kW•h)

根據(jù)江蘇省電力局發(fā)布的《50MW機(jī)組主要小指標(biāo)耗差節(jié)能分析計算表》凝汽器端差每降低1°C供電煤耗下降1.735g/(kW•h)(夏季2.41g/(kW•h)、冬季1.06g/(kW•h),取均值)，機(jī)組額定出力按50MW計，全年發(fā)電時間按6500小時計算.4臺機(jī)組全年節(jié)約標(biāo)煤：50000x1.735x6500x1.5x4=3383.25t從上述計算結(jié)果可看出，4臺汽輪機(jī)組凝汽器膠球清洗裝置經(jīng)改造后，每年可節(jié)約燃煤費(fèi)用約330萬元

原4套膠球清洗裝置收球率低.關(guān)鍵原因在于收球網(wǎng)的制造和安裝工藝落后、材料腐蝕老化、卡澀故障、銹蝕、結(jié)垢嚴(yán)重等，其次收球管路彎道多、管路復(fù)雜、也是導(dǎo)致膠球無法順暢回收的重要原因通過對膠球清洗裝置的改造，收球率明顯提高，機(jī)組端差下降，汽輪機(jī)組的真空度也改善很多但本次改造后乂發(fā)現(xiàn)了問題

(1)新安裝的膠球泵揚(yáng)程偏低，本公司汽輪機(jī)組凝汽器進(jìn)口側(cè)循環(huán)水壓力約為0.12MPa,而更新后的膠球泵揚(yáng)程為15米，差值過小導(dǎo)致膠球清洗裝置僅能進(jìn)行單側(cè)清洗，否則收球率會有所下降投運(yùn)過程中還需要增開一臺循環(huán)水泵來調(diào)整循環(huán)水的壓力.保證適當(dāng)?shù)难�環(huán)水壓差因此.在下次改造完善過程中將采用揚(yáng)程更髙，功率更大的膠球泵，以保證收球系統(tǒng)的高效運(yùn)行(試驗數(shù)據(jù)表明膠球泵揚(yáng)程的選擇為其出口壓力至少比凝汽器進(jìn)口側(cè)循環(huán)水壓力高0.05MPa,運(yùn)行效果佳)。

(2)改造完成后，在試運(yùn)行階段，常發(fā)生因運(yùn)行值班人員不熟悉新設(shè)備，操作錯誤，導(dǎo)致收球率偏低,因此明確操作規(guī)范，如正確的投球數(shù)量；