电厂凝汽器胶球清洗装置使用中存在的问题
针对目前电厂胶球自动清洗系统的投入率和收球率不理想及胶球清洗装置使用中存在的问题进行分析，找出原因寻求解决办法。
目前,国内多数汽轮发电机组都采用了胶球自动清洗系统，使凝汽器冷却管在运行中保持清洁状态，提高了真空度并减少了水阻,从而节约发电单位煤耗。经测试比较,清洁度提高20%~30%,相当于增加了凝汽器冷却面积20%~30%。在冷却水质较差的一些发电厂,煤耗节约可达2%~3%或更多。由于胶球自动清洗系统还可使冷却管的损坏减少，故而
提高凝汽器运行的可靠性,减少汽轮机设备计划外停机次数。此外,由于发电煤耗降低,又可减少有害物质的排放量。由于腐蚀受到控制,还可减少金属材料的损耗。胶球自动清洗系统由此成了火力发电厂重要的节能措施之一。
胶球自动清扫凝结器铜管的方法,是利用特制的海绵球,通过循环水自身的流动性在凝结器内进行自动冲刷,由于海绵球具有多孔、能压缩等特性,所以当比铜管内径大1~2mm的胶球在水流带动下与铜管管壁发生摩擦时,就擦去管壁上的附着物,而后水流又通过其孔隙把擦下的污物冲走。但是由于种种原因,目前胶球自动清洗系统的投人率和收球率还不理想,设备、系统、运行维护和管理还存在一些问题,有待进一步完善。华东电力试验研究院曾对华东电网14个电厂、44台125MW以上容量的大机组进行调查,结果表明,凡是现有机组装设胶球自动清洗系统的,能够正常投运。但收球率在90%以上的机组,仅占29%,收球率不高或投运不正常的机组占64%,另有几台机组未装或正在改进自动清洗系统。
1、凝汽器胶球清洗装置收球率低的原因分析
由于大多数电厂胶球自动清洗系统的投入率和收球率低,凝汽器铜管结垢不能得到及时清除,严重影响凝汽器铜管的换热效果,降低了整机的热经济性。下面对影响凝汽器胶球清洗装置收球率的具体原因分成几个方面进行分析。
1.1胶球清洗装置
大栅板的作用是把胶球收集起来,送到回收系统中。被大栅板挡住的胶球在水流冲击下沿栅棒下滑，所以保证胶球在栅板上顺利滑移是清洗系统具有较高效率的重要条件。这些条件包括:
(1)栅板倾斜度须与垂直水流成25%角。角度大于25°,胶球可能会卡在栅板上;角度太小也无多大益处,只要系统设计得当就可以;
(2)收球网中的水流速度v,国内对V的设计是小于2.0m/s;速度过高,胶球可能楔在栅板上;速度低些是容易做到的,但一般不低于1.7m/so；
(3)国内、外设备分别要求栅棒间距L小于7mm和不超过5mm,间距大于数值要求,会使胶球卡在栅棒中。
(4)栅板限位开关调节失灵时,栅扳会停在某中间位置产生一一个缝隙,导致胶球损失。
(5)收球网与管壁不密合:活动收球网板与循环水管壁之间间隙一般要小于3mm,但由于加工粗糙或网板变形,运行中水中杂物嵌塞在该间隙中,以及反冲洗后网板不能恢复到原位等原因致使该间隙过大,引起跑球,或胶球可能卡在收球网的栅板上,又加剧了胶球的堵塞,形成恶性循环。
(6)收球网活动不灵的原因有:
①网板活动部件锈蚀,阻力增加;
②网板上积有垃圾,网板前后压差增大,增加了开关的阻力;
③伺服机构作用力偏小,裕度不足,阻力稍有增加即不能动作;
④操作机构可靠性差,易损坏。
(7)进球管口应安装在离开凝汽器循环水进口一段距离的循环水管直管段上布置,不得在凝汽器水室布置,且应伸到循环水管中心,方向应朝下(投球管出口须与循环水流方向相反),且不得硬弯或偏向一一边,以便胶球均匀进入凝结器各铜管。
(8)收球网安装位置要考虑操作维护方便,管道系统布置简单、短直,接头弯头数量尽可能少。
(9)收球口与收球管如采用大小头,会形成瓶颈，胶球容易产生堆积。
(10)收球传动轴材质使用碳钢，容易腐蚀,造成网板传动轴卡涩锈死。
(11)胶球泵安装位置过高,或从收球口至胶球泵进口弯头多,造成胶球泵吸入口条件差或胶球泵扬程流量不足时,会影响胶球泵的正常运行。
1.2凝汽胶球清洗装置设备及系统方面
(1)循环水中杂质多。循环水中杂质是影响胶球运行的大障碍,尤其是江河水中夹杂大量水草、塑料薄膜蚌壳螺丝与小石子,由于一、二次滤网不严而进人凝汽器。进人凝汽器的杂物,有的封住钢管口,有的堵在钢管里,有的堆在收球网上,塑料薄膜则贴在凝汽器管板上,所有这些都影响胶球通过,并使收球网前后压差增大,部分胶球嵌在收球网栅上,网栅前后压差再增大,甚至使网栅变形损坏。对于开式循环的机组这个问题特别突出,闭式循环的机组循环水相对干净些。
(2)凝汽器铜管泄漏。铜管微漏的电厂一般采用锯末堵漏,为了保住堵在漏处的锯末,通常都停用胶球清洗系统。
(3)循环水量小:当循环水流量较小时,会引起胶球穿越铜管的能量不足而堵在管内;凝汽器进口水室存在涡流。凝汽器进口水室内有涡流时,部分胶球在水室内打旋,通过铜管的球量减少,影响清洗效果和收球率。
(4)凝汽器管板涂环氧树脂引进堵球,为了保护凝汽器铜管的胀口、防止泄漏,有些电厂在凝汽器管板上涂环氧树脂等保护层,涂料不免漏人管口,引起堵球和卡球。凝汽器两端水室死角部分未用5mm铁板焊牢,使之与循环水流道隔开,迫使胶球流过钢管。
(5)由于凝汽器水室存在“死区”,解决的办法是在水室中加装导流板。进出口水室的流程隔板与水室盖及管板衔接处的狭缝可能引起水流的倒串,导致胶球卡于此,对该类狭缝应进行全面的封堵。
(6)胶球聚集在凝汽器管中,是因为管子内部杂物较多或管子内壁脱皮阻碍了胶球循环。
1.3胶球选择
胶球清洗系统运行好坏与胶球的比重、大小、质地等关系很大，胶球密度要求与循环水的密度大致相同,这样胶球才能随机地进人凝汽器管,国外生产的优质胶球不仅直径有不同规格,而且硬度也分档,按循环水流量,即凝汽器管内的水速大小来选用不同硬度的胶球。国产胶球生产无质量标准,订货时仅以尺寸要求,目前胶球大小、硬度不一,胶球太硬,卡在铜管内不易通过,有的太软,容易卡在栅栏上或跑球。选择微孔粒度均匀、性能稳定、球径较铜管内径大1~2mm的海绵胶球。使用过程中如发现胶球破损或过分发胖要及时剔除掉投人新球。也要随时剔除磨损变小的胶球。当球体直径比管径小0.1~0.3mm时,不宜再继续使用;或胶球表面金刚砂脱落,露出粘胶层,使胶球相互粘连,结成片、块状，易堵塞收球网,投入前应分离。即使同批生产的胶球,尺寸也有大有小,球质也有硬、有软,比重也不一样,因此要有人验收、确保胶球质量。新胶球投入运行前，应先用水浸泡1~2h。并反复用手捏几次，使胶球中的微小孔隙都充满水,避免胶球在出水管中漂浮和滞留。
1.4运行检修使用维护
(1)投球数量保持在凝汽器单侧、单流程冷却管根数的7%~13%;根据凝汽器的端差、真空等特性参数和胶球的直径、外观等对清洗效果及时评价,以便更换胶球,多不超过90次累计次数;一般六个月更换一次,夏季三个月更换一次。
(2)每台机每日白班进行一次胶球清洗,每次半.侧投人300个胶球,清洗1h,收球1h。两侧轮流清洗。
(3)投运时注意适当调整循环水的压力，保持合理的循环水压差，必要时增开一一台循环水泵,清洗结束再停。
(4)进行胶球清洗时应注意操作顺序,收球网要切换到收球位置,以防逃球。
(5)当凝汽器水室需检查时,应先行收球操作,再将水室放水阀打开,以防逃球。
(6)可采取收球时的辅助调节及扰动措施。
(7)按时投运,发现问题及时处理消除。
(8)胶球系统停运应及时将网板置于不收球位置:避免网板垃圾积累过多使网板超过承载能为,导致网板永久变形。
(9)异物卡涩于动静部分之间应及时清除,不得强行操作执行构构。
(10)清洗过程中胶球泵无特殊情况不得停运,避免胶球停留在凝结器、循环水系统或收球网内,影响胶球回收率。在检修凝汽器时,应彻底清除冷却管内壁的积垢和脏污,以保证内壁高的初始洁净度,这是胶球能否可靠和长期运行并取得良好效益的重要条件。
1.5管理方面的问题重视不够和管理不善也是其中之一。
(1)运行无规章、管理无制度。对胶球清洗工作,除部分电厂订有条例和考核办法外,大部分电厂都无明文规定,也无考核制度,操作人员无章可循,运行自由度很大，管理人员又很少过问，即使发现问题也缺乏有效管理办法。此外，运行人员配备欠妥,领导缺乏检查。
(2)缺少日常检查和定期维修。英国S9r9entandLundy公司前几年曾对美国、加拿大、欧洲和日本的共185个电厂382台机组的凝汽器胶球清洗装置系统进行调查,其中222台机组使用胶球清洗系统,绝大部分都运行良好,其重要经验之一是定期维修。美国装备多的是德国TaProge公司一、二代产品,每月的维修时间分别为15h和8h,定期检查收球网的机械联动部分,以保证网板位置正确,避免跑球。而国产设备的网板及操作机构出于机械加工粗糙,经常卡涩。
1.6胶球循环回收系统
对清洗效率的影响设计较好的胶球清洗装置,每个胶球完成一一次循环大约需要30s,即每个胶球1min(有的数据是5min)内可以清洗2根凝汽器管。所以,提高胶球清洗装置的效率必须抓住收球率这一一主要环节。胶球损失是很容易发现的,一是装入新球后在收球装置中回收不到大致相同数量的胶球,二是在出水发现大量的胶球。胶球损失过多会使循环回路中胶球数量逐渐减少,导致凝汽器管清洗频率降低,造成较大的能量损失。胶球损失一般有2种原因,即胶球聚集或停滞在回路的某一部分和胶球从循环回路中漏掉。虽然存在于回路中的没有参与循环的胶球对清洗装置没有影响,但这些胶球终会在收球网反冲洗时损失。胶球可能聚集或停滞的部位有收球网的大栅板处、回收系统、凝汽器水室凝汽器管和辅助放水管内。
经验证明,良好的设备是保证胶球清洗装置工作顺利投运的先决条件,而优质的维护与管理又是正常投运的必要条件,两者紧密结合,缺一不可。
