凝汽器胶球清洗系统性能研究及优化

时间：2024-05-20

金俊先,姜思宇,肖增弘

（沈阳工程学院研究生部,沈阳 110136）

凝汽器胶球清洗系统性能研究及优化

金俊先,姜思宇,肖增弘

（沈阳工程学院研究生部,沈阳 110136）

火力发电厂大型机组设备在经过长期运行后，都会产生一定的能量损失。其中凝汽器铜管内壁在出现结垢后，一般会进行停机清洗，不仅工作量大、工期长，而且工作环境恶劣。但采用胶球进行自动清洗不仅可以使机组不必停运，还能减轻劳动强度，由此提高了生产率，而且可以随时进行清洗，并保持凝汽器的良好运行状态。通过对凝汽器胶球洗清洗系统性能进行优化分析，提升机组的运行性能，从而取得良好的经济效益。

胶球清洗系统；凝汽器；优化

1 胶球清洗系统对机组效率的影响

为了提升机组的循环热效率，必须使凝汽器真空有所提高。但凝汽器的管壁出现脏污现象，不仅使冷却性能变差，同时还影响到凝结器的背压、端差。在对凝汽器冷却管进行相关研究后我们可知管壁结垢不仅会使传热系数产生变化，同时还可通过提升其表面清洁度来提高机组运行真空，凝汽器的清洁不仅对机组运行起到十分重要的作用，而且提高机组运行效率的重要途径。由于当前还没有采用缩减冷却管内壁的流动边界层厚度的办法，因此，对冷却管内壁所采用的是胶球清洗装置。

2 凝汽器胶球清洗系统的运行方式

2.1 胶球清洗系统运行

在机组的实际运行过程中，可以借助以下有效措施：首先，可以在确保胶球清洗装置系统进行正常而连续的工作状态下，投入一定的化学药剂，使循环水的浓缩倍率得以降低，同时还能对管壁结垢速度进行有效控制。其次，需要对水循环系统进行过滤处理，同时在冷却塔引水沟与循环水泵的入口处增设过滤网，确保能够有效拦截运行中夹带的杂物，避免其流入凝汽器内部。此外还要使冷却塔的排污与补水能力有所加强，可以通过进行充分的换水，使水循环的浓缩倍率得到有效降低，由此确保凝汽器的管壁结垢速度得到一定控制。最后，在进行机组检修时，可将冷却塔内的积水放尽，并进行彻底清洗，同时还要将水沟与冷却水管一并进行清理，确保其系统的清洁性。

2.2 确定胶球的清洗强度

在凝汽器的管壁清理达到清洁效果后，为了避免出现清洗不足或清洗过度的情况，可以对清洗强度进行指标的定量分析与控制，也就是说将清洗的频率、时间，以及胶球以管内径的过盈量三者的乘积作为清洗清洗强度，并可以依据水质与清洁程度确定清洗程度，继而通过凝汽器的真空与端差等进行判断分析。如此可通过胶球数量的控制对清洗频率进行优化。

2.3 进行合适的胶球尺寸选取

由于清洗效果与胶球的质量、直径、硬度有一定关系，因此为了确保清洁效果，必须进行合适的胶球选取。根据下图所示我们可以看出，胶球直径的确定需要对循环水的进、出水口压降，还有冷凝体魄人清洁程度进行判断选择。一般情况下，胶球的外径需要大于清洗管的直径，在进出水口的水阻产生下降时，凝汽器的端着也随之下降，但降至一定数值将不再有所变化，并能够达到最佳清洗效果，真空也明显上升，此时凝汽器管壁的清洗效果最好。为此在实际设计中，一般采用的是湿态直径大于钢管内径1-2mm的胶球，而且胶球球径涨大不会超过0.5mm，不仅能保持其稳定的运行状态，还要确保胶球气孔具有较强的连通吸水性，从而保证对底部与顶部能够进行彻底的清洗（见图1）。

3 优化凝汽器胶球清洗系统的措施

对于系统管道的布置需要保持简洁化，并且使管路尽量平直而简短，弯管数量也要尽量减少，确保管内平滑无阻。而对于凝汽器进水室与出水室应设计成圆弧结构，使胶球不会产生滞留或卡死。在采用进口部件安装于胶球清洗的关键部位后，使其结构更为合理。而对于收球网与装球室的优化改进之处，则是对其壳体部分采用了耐腐蚀的材料与处理措施，例如用天然橡胶作为表面衬胶，使整体进行硫化处理，并在其外部涂抹防锈漆。还有将装球室的切换阀改为电动控制，使其不仅能够进行收球、换球，还能实现运行控制功能，使机构更灵活便捷，而且不卡球。最后，为了使收球网的水阻大、磨损大、导流不稳，以及维护困难等问题得到根本性解决，将其设计成活动栅格式与旋摆自锁式结构，这使胶球运行后不仅可以通过栅板将胶球收于网板处，还可在停止清洗时，使网板旋转保持与水流方向一致，从而减少了水阻，同时还对网板杂物得到有效清除。这一改进方式的优点为在于其不仅克服了收球网的普遍性缺点，同时还能确保其表面平滑性，既不卡球、夹球，而且强度与刚性均表现良好。而且与此同时，网板驱动装置也进行预警措施处理，避免网板在水流冲击下产生振动。此外，骨架与网芯也具备足够强度，胶球硬度富有弹性，同时达到了耐腐蚀的要求。