胶球清洗装置汽机凝汽器系统安装运行作用？

     胶球清洗装置汽机凝汽器系统安装运行作用。介绍了发电厂重要设备凝汽器的作用，凝汽器运行过程中其传热管结垢的原因、危害及清洗方法，论述了凝汽器的在线清洗—胶球清洗装置的机理及特点。阐述了胶球清洗装置的运行指标，从保持冷却水的清洁和流速、胶球的选用标准以及胶球清洗装置的运行等几个方面综合入手，说明了如何充分发挥出胶球清洗装置的作用，从而保持凝汽器在高效率下工作，提高汽轮机组热经济性。

     凝汽器的主要作用是在汽轮机排汽口建立并维持机组所要求的真空，使蒸汽在汽轮机内膨胀到指定的凝汽器压力，提高汽轮机可用焓降，将更多的焓降转变为机械功，同时将汽轮机的排汽凝结成水，作为锅炉给水重新回到热力循环中去。汽轮机的排汽与凝汽器传热管（多为铜合金管）表面接触时将汽化潜热传递给管内流动的冷却水而凝结成水。

     天然水中溶解的多种盐类，达到饱和状态后从水中结晶析出；水中的离子浓度的乘积超过其本身溶度积时生成沉淀沉积在传热表面上，形成水垢沉积物，其结晶致密、坚硬，附着牢固。淤泥、腐蚀产生和生物沉积物等在传热管表面容易形成污垢沉积物，其体积大、质地疏软稀松多孔且分布不均，助长某些细菌的繁殖（引起垢下腐蚀），终导致管壁腐蚀穿孔而漏泄。

     水垢、污垢的存在，将减少冷却水管的通流面积，增加流动阻力，相应减少循环冷却水量；同时产生附加热阻使传热方式由单层筒壁式变为多层筒壁式，使清洁系数减小，总体传热系数降低，终导致主机真空降低，汽轮机热效率下降。

1胶球清洗装置方式的特点及工作原理

1.1胶球清洗装置方式的特点

     保持凝汽器在高效率下工作就必须保持其传热管表面的清洁(即清洁系数大值)。常采用的清洗的方法有人工清洗、机械清洗、化学清洗和自动清洗。人工清洗(铁钎子捅垢)和机械清洗（射流或射弹）的人工操作量大、清洗不彻底，又易造成传热管局部机械损伤；化学清洗（酸洗）费用高、控制工艺复杂、易造成凝汽器过洗(腐蚀损伤)和环境污染(废弃物)等。又人工清洗、机械清洗和化学清洗均必须在机组停运状态下进行，清洗所需时间较长，多数是在垢层较厚情况下采用。而自动清洗即胶球清洗具有在线清洗功能，其操作简单、控制方便，可持续长时间保持凝汽器传热管的清洁，具有其它清洗方法无法比拟的优点。

1.2胶球清洗方式的工作原理

     胶球在水的压差作用下通过凝汽器传热管。工作过的胶球被凝汽器出口管道的收球网从水中分离出来，经胶球泵升压后再次打入凝汽器进水管道中，进入凝汽器又重新工作。

     胶球分为半硬胶球和微孔胶球两种。半硬胶球的直径小于传热管内径1~2mm，球表面光滑或稀疏的小突起状。清洗机理是靠小球与管壁的碰撞和冷却水沿周围流过时引起的涡流扰动以清除杂物和污垢的。微孔胶球即海绵球，其直径大于传热管内径1~2mm。清洗机理是靠球体被压入传热管（产生变形）与管内壁充分接触，利用擦试作用清除杂物和污垢。

     半硬胶球多应用于传热管壁垢层较厚时的清洗；微孔胶球多用于传热管壁积垢较少时的清洗和保洁工作。

2胶球清洗的相关设备优化治理和运行

     评价胶球清洗装置的指标有投入率和收球率。

     收球率是胶球清洗装置运行一段时间后胶球的回收率，是胶球清洗装置的一项综合指标。收球率高表明凝汽器及胶球清洗系统合理、运行良好。收球率低表明起不到清洗保洁作用，同时又损失大量胶球、增加了维护费用；损失的胶球又易造成滤水网局部堵塞，影响其通流能力。

2.1冷却水水质优化

（1）防止外来杂物的进入。

     保持冷却塔周围地面的整洁、覆盖平整，围栅完好。将循环水泵的吸水池、塔池间的联通沟等进行封闭。冷却水中所加的锯木屑应进行筛选，滤除大块的树皮、木块等杂物。

（2）发挥清洁装置作用。

     加强一次滤网的维护工作，保证其完整，并做好清洁维护工作。定期进行二次滤网(旋转滤网为佳)的活动、排污工作（好在胶球系统投运前完成），将滤出的杂物排出，达到在线除杂作用；同时根据水质情况适当增加排污、排渣次数或延长排污、排渣时间。滤水网的动静间隙适当、网孔完好并在规定值范围内。

（3）清扫工作。

     机组停运后清除凝汽器(管口)、收球网等处积堵的杂物。利用机组大小修对冷却塔池、循环水泵吸水池进行清理工作；并对风化的水泥物件处进行修复，如水塔的外沿、循环水泵吸水池的盖板等，清除其脱落物。

2.2保持冷却水流速足够

     提高冷却水流速可增强凝汽器传热效果和胶球清洗能力，应尽可能地减少凝汽器冷却水系统的局部阻力，保持阀门在全开或全关状态下运行，大管径的阀门好采用就地观查门柄开关程度方式定阀门极限。保持循环水冷却的其它附属设备的冷却效果，以减少所消耗的冷却水量。

     不应随意频繁改变循环泵的运行台数(一种方式下尽可能长时间运行)。冷却水流速过高将引起凝汽器传热管端冲蚀；流速偏低易引起凝汽器传热管内沉积物产生，加剧管壁腐蚀，这对凝汽器的安全经济运行都是不利的。综合考虑，采用淡水冷却的铜合金管内冷却水流速应在1.85~2.20m/s之间为宜。

2.3胶球的优化选用

     （1）胶球的质地、硬度应均匀、有弹性，大小均匀、尺寸一致（符合传热管内径要求）。

     （2）新购置的胶球要经水侵48h使其膨胀率在5%以内(即尺寸变化不大），重度应与水接近，弹性适中。要进行新旧球的收球对比试验以确证其能适应机组特性，应注意使装置具有良好的收球率和耐磨性，同时膨胀率应低于磨损率。

2.4胶球清洗装置的设备优化治理

     （1）保持胶球泵出力正常，扬程应高于凝汽器入口冷却水的高扬程。

     （2）胶球清洗装置系统所属的管道内壁及法兰联接处要光滑、清洁，无局部阻力突变处(法兰垫的尺寸与管道内径相匹配)。管道布置合理(减少管道长度和弯头数量)。大小修时对胶球泵及入、出口管内壁结垢情况进行检查处理(清除丘陵形状的腐蚀产物)。阀门要开关灵活、到位，好采用球型阀门。

     （3）收球网和装球室网筐的通流面积要足够、线型好、不变形。收球网板关闭后与冷却水管壁的间隙小于5mm(防止丢球)；全开后收球网板应接近与冷却水管平行(但不可过开，防止长期水流冲击力造成转轴等部件损坏)，以便将网上积堵的杂物带走。

     （4）凝汽器水室中不存在涡流区现象，定期检查上下水室间的隔板漏泄情况。凝汽器水侧放空气管口好设在出口水室的上盖中部或靠近出口管侧。

2.5胶球清洗装置的运行优化

     正常情况下每天投入胶球清洗装置运行一次，同时参照凝汽器端差、冷却水质和凝汽器轻微内漏情况确定投运行方式(次数)及运行时间。

     胶球的投入数量为凝汽器单流程传热管数的10%~15%，同时参考装球室网筐的通流能力。每周进行一次投收球数量统计工作，同时将不合格的胶球筛出并补足胶球数量。还应注意以下几点：

     （1）凝汽器通水时充分排净其水室内空气。机组运行中也要不定期开启水侧放空气门，将冷却中逐渐分离析出、积存的空气排出。

     （2）投入胶球运行时要缓慢开启装球室的收球阀，保持出球均匀，防止胶球集中进入凝汽器换热管中。

     （3）收球统计结束后将仍可重复使用的合格胶球和补充的新胶球置于装球室内，并将装球室充满水备用(排净空气)。

     （4）定期开启收球网运行（如收球统计结束后至下次胶球清洗装置投入前），排出网上积存的杂物。

     （5）如机组运行中凝汽器换热管发生轻微内漏而采用加锯木屑维持运行时，需暂停止胶球清洗装置运行，但停止清洗运行时间好不超过5天，否则可能会造成换热管壁附着物增多，使凝汽器换热端差增大或影响以后的收球率。

     （6）机组启动或停止过程中或凝汽器的冷却水量大幅度减少时不宜投入胶球清洗装置，可在机组停止前或停止后投入胶球清洗装置，以便于凝汽器找漏工作。

     我公司各机胶球清洗装置的投入率和收球率均可长期保持在95%以上，运行稳定，年累计凝汽器端差在5.2℃左右，低于制造厂的规定值6~8℃。