凝汽器胶球清洗装置系统内水垢的形成和水垢对汽轮机运行的影响
凝汽器胶球清洗装置系统内水垢的形成和水垢对汽轮机运行的影响，论述了凝汽器内水垢的形成和水垢对汽轮机运行的影响。介绍了胶球清洗装置系统的工作原理及要求。热电企业应用胶球清洗装置，强化传热，增产降耗的目的。
1问题的提出
热电企业的凝汽式汽轮机在运行中经常会遇到真空逐渐下降的问题，尤其夏季，凝汽器真空对汽轮机运行的经济性影响较大，如其它条件不变，真空度每变化1%,汽轮机的汽耗率平均变化1%～2%。不仅使机组能耗上升，影响机组经济性，还会威胁机组安全，严重时还要降低发电负荷。故一般规定：排汽压力升高到0.015Mpa时，应降低负荷，排汽压力升高到0.03Mpa左右时，应将负荷全部卸完，直至按规定的条件实行故障停机，直接影响了企业的经济效益。导致真空下降的主要原因之一是凝汽器铜管内壁污垢的形成。并随着时间的推移逐渐加厚，阻隔了换热。传统的方法是停机全面化学清洗或进行凝汽器半面交替清洗(我厂的半侧干洗法)、机械清洗法、加阻垢剂等。但化学清洗或进行凝汽器半面交替清洗、机械清洗法，需要在减负荷或者停机的情况下进行，致使发电量减少，化学清洗、机械清洗还会缩短凝汽器铜管的寿命，增加了清洗的费用。
而胶球清洗装置优点在于无须减负荷，也不需要像我厂干洗那样进行复杂的措施(有时频繁的开关阀门等设备，会造成阀门的泄露和设备的缺陷)和将负荷减半来清洗，这些方法都会使我厂的发电效率下降，提高生产成本。胶球清洗装置既可以经常进行，又能减少化学清洗和机械清洗的次数，并且使管子的清洁度变好，提高凝汽器的真空，降低汽耗。使发电的效率增高。所以我厂采用胶球清洗的方法来提高汽轮机的热效率。从而达到了节能、降耗、增效，确保机组长周期安全、稳定、经济运行，使企业的经济效益显著提高。
2凝汽器胶球清洗装置问题的分析
2.1凝汽器铜管内水垢生成的原因及危害
一般电厂多采用井水(我厂常年采用的补水就是井水)、河水作为循环水，这些天然水中原来就含有能溶解在水中的杂质和盐类，例如：重碳酸钙盐和重碳酸镁盐。把这样的天然水作为循环水时，天长日久，由于蒸发损失，要产生浓缩。当浓缩到一定程度，超过了它的溶解度时，碳酸盐是不能溶于水的沉淀物，水中超过了此限度的部分盐类就要沉积在凝汽器的铜管内壁结成硬质的盐垢。
根据流体力学原理，循环水在铜管内流动分为层流和紊流两种基本形式。铜管内流动的循环冷却水在外力作用下，以不同的流速流过铜管内同一断面，紧贴管壁的一层，流速很慢(称为：边界滞留层)。水中的CaCo3和粘垢易滞留在铜管内壁上，形成边界滞留层。据有关资料介绍，水冷设备换热器中水垢厚度>2.16mm时，传热系数平均下降51%,设备运行效率下降50%,而形成水垢时间仅25天。如此短时间内造成的严重危害，导致凝汽器长期处在低效率中运行。
2.2胶球清洗装置传统清洗方法的缺陷
为解决水垢问题，一部分企业采用停机洗，依据凝汽器铜管内壁结垢的严重程度安排清洗次数。以停机四天计：5万KW机组为例，损失上100万，还要支付人工费用。硬垢用酸洗就是处理得当，也要严重影响铜管的使用寿命，还不算酸洗带来的污染问题。清洗完成后又怎样呢?只能保持一个月，还过不了夏季；另一部分企业在水中加阻垢剂，也能延迟结垢，但阻垢剂价格昂贵成本太高。
根据我厂的实际情况，以往采用的种种清洗方法和对策都较之胶球清洗有一定的弊端。现将我厂的胶球清洗法的装置作以简单叙述：此装置由收球网、二次滤网、装球室、胶球泵和控制装置等部件组成。使用本装置清洗凝汽器铜管，是借助水充的作用将略大于铜管内径的海绵胶球循环挤过凝汽器铜管，对铜管进行擦洗，使用本装置可在机组不减负荷情况下清洗凝汽器，实现降低凝汽器的端差和汽轮机背压，提高汽轮机热效率，降低发电煤耗，减缓管内壁腐蚀，是节能和改善劳动条件的理想设备。但我厂的胶球清洗装置系统也同样存在着一定的不足之处。我厂胶球回收率低，无法清除硬垢。
1、凝汽器水室设计不合理(如图),不利于胶球的回收，因为软质胶球进人水室后吸收水份，短时间内不可能达到其胶球密度与水的密度相同，p水>p球时，即胶球进入水室后，在凝汽器顶部，同理当p球>p水时，胶球则部分存在于低部阴影区。这就造成了胶球无法回收。降低了胶球的回收数量，使胶球不能循环利用。
2、胶球回收系统的栅格网的清洗角度和栅格网的间隙有一定要求。栅网板的角度要求是与水流的夹角不超过250,收球网间隙，正常间隙为6~7mm。而我厂的栅格网角度>250。胶球有可能卡在栅格网的间隙中，致使胶球的损失。将不能胶球源源不断地送入清洗系统。
3、我厂胶球的栅格板处的回收管孔，口径小，并且空间位置不合理(垂直于循环水出口管)这也是造成胶球回收率较低的原因之一。
4、我厂胶球属软质胶球，只能清除凝汽器铜管内表面的软垢，而不能清除其硬垢。针对上述的问题，对我厂的胶球清洗装置系统中存在问题的装置进行改进。
3问题的解决
一，对凝汽器不合理的部分进行改造。在胶球死区的位置(图1的阴影部分)点焊不锈钢金属网，使其成弧状。便胶球流动，使胶球脱离死区的范围。
二，对于栅格网的倾斜角度可以进行重新调整。使其角度可以在规定的范围之内。
三，对于回收管径过小，可采取扩大其口径的方法，使其形成一个渐缩管。更有利于胶球的回收。对于其回收管与凝汽器的循环水出口管的空间位置加以改造，使回收管倾斜于循环水出口管。
四，应采取软质胶球和硬质胶球配合使用。从而清除凝汽器铜管中的软垢和硬垢。胶球的选择应耐磨、质地柔软畜于弹性，材质均匀，硬度适中，气空均匀贯通，湿态比重1.00-1.15,在5-45℃水温下，使用期内球内径不大超标，不老化。使用时湿态球直径一般比冷却管内径大1.0-2.0mm,冷却管有两种规格时，以小规格的一种为准，冷却管口加装套管口以套管为准选择胶球。
五、凝汽器胶球清洗装置系统运行操作
1、投运前准备，
(1)正常投球量
为凝汽器单侧单流程冷却管根数7%-13%,依胶球循环一次所需时间的长短，取下限或上限或其接近值，胶球循环一次的时间一般以30秒作为界限。
(2)胶球补充周期或更换周期
胶球补充周期为凝汽器胶球清洗装置系统累计运行7次，也可根据本单位具体情况不同调整补充周期。胶球更换周期，根据国产球使用统计，其更换周期为胶球清洗装置系统累计运行60次。
另外，在水中漫泡一段时间后，个别胶球可能胀大过多，致使直径超标，在补充和更换胶球时，均应及时换掉，以防冷却管被堵。胶球用温水漫泡24小时，对浸泡后不合格的球去出不用。
(3)加球：打开装球室放气门，放水门，将装球室上盖打开，放入泡好的胶球，然后将上盖压好，将放气门、放水门关闭。
(4)排气，将装球室出水阀打开，打开排气阀，将装球室内气排掉直至出水，关闭排气阀及放水阀。
2、运行操作
将收球网操作手轮旋至“收球位置”；胶球泵进口阀打开；启动胶球泵；打开装球室出口阀；将装球室切换阀打至“清洗位置”；
3、停止操作；
将装球室切换阀打至“收球位置”；胶球泵出口阀打开；停止胶球泵；关闭装球室出口阀；关闭胶球泵进口阀；
经过分析胶球清洗装置系统能够更好的改善凝汽器真空，克服了传统清洗方法的缺陷，降低了清洗成本，提高了发电效率，为我厂发电供热做出大的贡献。
