100MW汽轮机组胶球清洗装置存在的问题与对策研究

摘 要：凝汽器胶球清洗系统是汽轮机组的重要设备，对于提高凝汽器总体传热性能和维持凝汽器冷却水管内壁的洁净具有重要作用。本文首先对100MW机组运行情况和存在的问题进行了概述；接着，针对存在的问题，对原因分析进行了探讨，在此基础上提出了相应的对策；最后对其进行了展望，以期为胶球清洗装置的研究提供参考和借鉴。

关键词：汽轮机组；胶球清洗装置；发电厂；问题；对策

凝汽器胶球清洗系统是提高汽轮机组热效率的重要辅助设备，不仅可以提高凝汽器总体传热性能，还可以帮助维持凝汽器冷却水管内壁的洁净，使凝汽器保持较高的真空[ 1 ]。前人对新疆天山电力股份有限公司300MW汽轮机组配套的胶球清洗系统、包头第一热电厂和云浮发电厂125MW机组的凝汽器胶球清洗装置、国电黄金埠发电有限公司650MW的發电机组和神华准能公司发电厂100MW机组进行了观察研究，发现其一直不能正常运行，清洗效果很不好[ 2 ]。但是经过部门人员的通力合作和精心调试，胶球收球率均达到80%以上，凝汽器真空度明显提高，机组运行有了明显的改善。

1 100MW机组运行情况和存在的问题

本文以本公司两台100MW机组为例，凝汽器胶球清洗装置采用的是山东青岛电站辅机厂的早期产品，其中收球网型号DHS-1400，胶球输送泵为输送胶球专用的125SS-12型离心泵， 材料损耗较多，安装存在一些困难， 操作不便，容易出现故障，收球率始终达不到设计要求的95%以上。凝汽器管束的脏污，恶化了凝汽器真空。特别是铜管结垢严重，直接对机组的安全运行和机组的经济性造成严重的额影响。两台机组投产时曾投运胶球清洗装置，但是结果均不理想，后来只是间断投运。投运5h率均不足80 % ，甚至凝汽器铜管经常发生泄漏，机组被迫多次停运，究其泄漏原因，发现绝大部分为垢下腐蚀和铜管堵塞。现场只能利用停机机会组织人力突击捅洗铜管来清除污垢。因此要对铜管内壁进行彻底清洗，只有对胶球清洗装置进行进一步的改造，才能达到明显的清洗效果。

2 原因分析及处理

由于胶球清洗装置存在的问题，在后来检查过程中发现冷却塔内存在大量的胶球，说明漏球现象严重。同时在收球时发现收球网上粘有部分胶球粘连在收球网上，在收球时发现有胶球被切为两半，而且在胶球泵开始启动之后，收球室震动大且胶球泵轴承温度升高，说明胶球泵设计存在不合理性。对收球率不高的原因和胶球泵设计不合理的原因我们进行了认真的分析。

2.1 二次滤网

众所周知，胶球只能依靠循环水作动力来运动，在管中自身不能移动，加入水中杂质过多，就会堵塞二次滤网，导致流量减少，不利于胶球的顺利通过。同时，流量的减小也会造成水的温度上升，导致胶球回球率较低，最终只能通过人工机械的方法进行清洗。因此有必要在一次滤网之后、凝汽器入口前设置二次滤网。

2.2 凝汽器的检查和处理

鉴于凝汽器设计中胶球清洗装置的运行尚未考虑周全，导致胶球卡于狭缝处，此次改造对该类狭缝进行了全面的封堵，比如加十字钢筋封住。同时对涉及到凝汽器的部件严格按国家标准进行检查、验收、排除瘪管，并清除水室中的一切杂物。由于流体质点有惯性，胶球循环系统内流畅问题严重影响胶球的正常投入，导致整个流体在离开冷凝管后只能继续向前流动， 在管壁拐角处流体与管壁脱离形成漩涡区，以至于系统不能正常运转。鉴于此，可以对凝汽器水室内部分区域进行封堵。

2.3 收球网的检查和处理

在设备整个投运过程中不难发现，当凝汽器循环水的压力均有微量的提高时，收球网处于收球的位置，因此表明堵塞现象较为严重。通过解体发现， 解体发现在网栅和管筒内环上发现大量的污垢片和锈片，这是由于长时间处于停运造成，最终形成了恶性循环。可以采取人工机械的方法认真的清除。同时大量的实践和研究发现，小收球网传动杆上直径8mm的销子，常易发生疲劳断裂，可以采用不锈钢材料取而代之。栅格没有关到位，通过调整电动执行机构螺杆，使之不致跑球，收球网关到位。

2.4 胶球的选用

对于胶球的选用，主要从以下几方面考虑，首先是湿态密度，需要与循环水保持一致，投入运行前需先用水浸泡1～2小时，使胶球中的微小孔隙都充满水，这样胶球才能随机进入凝汽器铜管，避免胶球在出水管中滞留和漂浮；其次是化学性能，特别要注意化学性膨胀与老化；再次是硬度，根据凝汽器铜管材质不同，选择合适的金钢砂球将硬垢去除。最后是直径，关系到收球率，一般可以选用直径24mm优质海绵球。

2.5 制定操作规程和管理制度

在操作规程的制定过程中首先需要明确完善每日一次的清洗制度，责任明确，落实到班组；同时，根据凝汽器的端差、真空等特性参数，对清洗效果进行监督；投运时，在收球率达到95%以上，可将收球网打至运行位置，保持合理的循环水压力。

3 结语

针对100万千瓦汽轮机组胶球清洗装置存在的问题和对策，前人从不同的角度进行了分析研究，主要从影响凝汽器换热及真空的因素为切入点进行分析，结合机组的特点对凝汽器进行进一步的改造，诸如收球网出球口改造，管道及附属部件检修等。造成胶球清洗装置存在的问题主要是由于收球网制造差及安装工艺粗糙。导致结垢严重，再加上没有安装二次滤过网，致使许多杂物进入凝汽器，妨碍了胶球清洗装置的投运。大量的实践证明，制定有关规章制度、科学的管理是健全跟踪运行技术参数记录，才能保证胶球清洗装置的正常投入。

参考文献：

[1] 王奋林.100MW汽轮机组胶球清洗装置存在的问题与对策[J].内蒙古科技与经济，2009（20） ：116-117.

[2] 金盛，肖毅，马忠生.凝汽器胶球清洗系统存在的问题及对策[J].新疆电力技术，2011（4）：80-82.

作者简介：

陈荣虎（1974-）男，江苏武进人，工程师，江苏电力装备有限公司，设计人员。