膠球清洗裝置凝汽器系統優(yōu)化收球率技術(shù)結構分析

     膠球清洗裝置凝汽器系統優(yōu)化收球率技術(shù)結構分析，在總結經(jīng)驗和參照德國、日本樣機的基礎上優(yōu)化設計了凝汽器膠球清洗裝置。其收球率達96%以上，而且水阻小、結構合理、運行安全可靠。

     凝汽器工作的好壞對汽輪機的安全、經(jīng)濟運行影響極大。為了提高凝汽器的工作效率，保證凝汽器換熱效果，降低端差，采用膠球清洗裝置就是提高凝汽器清潔度和真空度的有效方法之一，是一種提高汽輪機熱效率的節能裝置。

1膠球清洗裝置的基本原理

     膠球清洗裝置的基本原理是指在汽輪機不減負荷、正常運行的情況下，由膠球循環(huán)泵向正在運行的凝汽器冷卻水中投入一定數量的膠球，借助冷卻水流動(dòng)的沖力使膠球擠擦通過(guò)凝汽器換熱管，將換熱管內壁擦洗干凈，而后由收球網(wǎng)把膠球匯集到清洗循環(huán)系統。如此不斷地定時(shí)往復清洗，進(jìn)而保持凝汽器的清潔度和真空度及其相應的熱交換效能，同時(shí)還減緩了換熱管內壁的腐蝕，延長(cháng)其使用壽命。

     目前，凝汽器膠球清洗裝置的膠球廣泛采用的是軟膠球。這種膠球用天然橡膠或合成樹(shù)脂制作，質(zhì)地柔軟，富有彈性。由于膠球直徑比換熱管內徑稍大，一般大約1～2mm,因此，冷卻水流的動(dòng)壓作用下，膠球進(jìn)入換熱管后被擠壓成橢圓形(圖1)。依靠膠球與管壁接觸環(huán)節的擦拭作用，將管壁上的污垢抹下來(lái)，并帶出冷卻管外。由于是整圈的擦抹，也把停留在管壁上的靜止水膜破環(huán)，從而提高了管子的傳熱效能。

2膠球清洗裝置系統及主要設備

2.1膠球自動(dòng)清洗系統

     凝汽器膠球清洗裝置的自動(dòng)清洗系統如圖2所示。

     1一膠球泵2—裝球室3—冷卻水進(jìn)口4—膠球室5—換熱管·6—凝汽器后水室7—凝汽器前水室8—冷卻水出口9一收球網(wǎng)

     密度與水相近的軟膠球裝入加球室后啟動(dòng)膠球泵，于是膠球就在比冷卻水壓力略高的水流帶動(dòng)下進(jìn)入凝汽器進(jìn)口水室，隨即同冷卻水混合進(jìn)入換熱管內。雖然膠球比換熱管內徑大1～2mm,但是由于它是多孔、柔軟的彈性體，故可仍在較小的壓差作用下產(chǎn)生壓縮變形而進(jìn)入換熱管內腔，并且在其內行進(jìn)過(guò)程中把換熱管內壁抹擦一遍。當膠球沖出換熱管后，它在自身彈力的作用下突然恢復原狀，清除了膠球表面的污垢(即使膠球表面還有附著(zhù)物，也會(huì )在隨水流動(dòng)中被清除掉),并隨水流向出水口到收球網(wǎng)，在網(wǎng)壁的攔阻及冷卻水的沖帶下，膠球進(jìn)入網(wǎng)底部。由于膠球泵進(jìn)水管口接在此處，故膠球在泵的進(jìn)口負壓的作用下被吸入泵內。膠球在泵內獲得能量后，再次進(jìn)入加球室重復以上運動(dòng)，在一定的投運時(shí)間內就可達到滿(mǎn)意的效果。

     根據汽輪機凝汽器的大小、管道及冷卻水流速的不同，膠球在系統中循環(huán)一周的時(shí)間一般約為10～30秒。

     膠球自動(dòng)清洗系統主要由二次濾網(wǎng)、膠球泵、收球網(wǎng)、加球室、分配器、閥門(mén)、海綿膠球和相應的管道及控制儀表等組成。操縱系統分為電動(dòng)式(亦可用手動(dòng)操作)、液動(dòng)式、氣動(dòng)式，還有程序控制系統。

2.2收球網(wǎng)

     收球網(wǎng)是膠球清洗系統中的關(guān)鍵部套。設計上的科學(xué)合理性、制造的精確性直接決定著(zhù)收球率的高低。實(shí)際上收球網(wǎng)就是一種安裝在凝汽器冷卻水出口管中的水篦子，能把隨冷卻水流出的膠球回收。收球網(wǎng)的型式和種類(lèi)較多，如固定式圓錐形收球網(wǎng)，活動(dòng)式柵格形(蝴蝶形)收球網(wǎng)等，但其收球率均不理想。

2.2.1活動(dòng)式柵格形收球網(wǎng)

     活動(dòng)式柵格形收球網(wǎng)目前，國內大多數電廠(chǎng)采用這種裝置，它主要由筒體、大網(wǎng)板、小網(wǎng)板、關(guān)斷閥和調節閥等組成。運行記錄表明，這種結構的收球網(wǎng)結構復雜、水阻大，積球和夾球嚴重，收球率低，達不到標準規定值，運動(dòng)中柵網(wǎng)易卡死，調整不方便。

2.2.2倒“V”型柵格式活動(dòng)收球網(wǎng)

     倒“V”型柵格式活動(dòng)收球網(wǎng)沙角B電廠(chǎng)已引進(jìn)安裝。運行記錄表明，它水阻小、結構合理、調整方便、收球率比其它電廠(chǎng)的膠球清洗設備提高50%左右，既節約大量能源，又穩定了凝汽器的工況。

3優(yōu)化型膠球清洗裝置

3.1倒“V”型膠球清洗裝置的優(yōu)化

     1.以沙角B電廠(chǎng)膠球清洗裝置為樣機，對導流機構進(jìn)行了分析、計算，確定在活動(dòng)收球網(wǎng)邊緣吻合處的一定位置上設置弧形導流環(huán)，其外端至網(wǎng)面保持合理的距離，這樣，不僅使結構簡(jiǎn)化，而且避免形成渦流，解決了積球的弊端，大大地提高了系統的收球率。

     2.用不銹鋼薄板替代活動(dòng)收球網(wǎng)原設計的碳鋼柵條，防止銹蝕。收球網(wǎng)側面制成半圓形，且清除可能出現夾球、刮球的不合理結構，不僅水阻小，膠球也不易磨損。

     3.板式固定收球網(wǎng)與活動(dòng)網(wǎng)銜接側向內高起一定尺寸，為固定網(wǎng)的安裝與調整提供了方便。

     4.活動(dòng)柵網(wǎng)反向轉動(dòng)一合理的角度，改變冷卻水的流向，加強反沖洗的功能。

3.2倒“V”型柵格式活動(dòng)收球網(wǎng)的結構

     1-簡(jiǎn)體2—活動(dòng)柵格網(wǎng)3-防渦流板4—收球網(wǎng)板5—出球口6—轉動(dòng)軸

     圖3為活動(dòng)柵格式倒“V”型收球網(wǎng)，它位于凝汽器冷卻水的出口管道上。當不清洗時(shí)，兩活動(dòng)收球網(wǎng)與冷卻水流動(dòng)方向平行；當清洗系統運行時(shí)，兩活動(dòng)收球網(wǎng)與殼體筒壁貼合，將投入清洗的膠球從冷卻水中收集到兩側的收球口，進(jìn)入清洗系統管道，再通過(guò)膠球循環(huán)泵使膠球在清洗系統中循環(huán)工作，而冷卻水則通過(guò)收球網(wǎng)上的柵空流向出口。因優(yōu)化后的活動(dòng)收球網(wǎng)可以反向轉動(dòng)一定角度，故可對柵網(wǎng)上的貼掛物進(jìn)行反沖洗。

     收球網(wǎng)的結構應有足夠的強度和剛度，還應保證制造和安裝質(zhì)量，以免在運行中收球網(wǎng)變形，失去嚴密性，使運行中發(fā)生逃球現象。

4影響膠球回收率的因素

     回收膠球總數與投入膠球總數之比稱(chēng)為膠球回收率(簡(jiǎn)稱(chēng)收球率),它綜合反映了膠球清洗裝置的運行狀況和清洗效果。收球率高表示裝置系統運行正常，單位時(shí)間內通球.數多，因而清洗效果好。影響膠球回收率的因素有：

     1.膠球循環(huán)系統設計不合理，造成膠球在系統中滯留；

     2.收球網(wǎng)結構不理想，制造質(zhì)量差，安裝位置和方法不當；

     3.凝汽器前、后水室內有死角、盲孔及易產(chǎn)生渦流區，使膠球在此停留而不能參與系統循環(huán)；

     4.冷卻水質(zhì)太差，二次濾網(wǎng)未發(fā)揮應有的作用，使水草、小木塊及小魚(yú)等雜物堵塞換熱管，使膠球無(wú)法通過(guò)；

     5.膠球的規格選用不當，性能和質(zhì)量不符合要求，且在投膠球時(shí)未將膠球內氣體排凈，使膠球懸浮在冷卻水表面；

     6.換熱管與管板脹接時(shí)不符合圖紙要求，個(gè)別管子伸出管板過(guò)長(cháng)，使管板表面不平整，形成部分死區，膠球被卡住；

     7.在凝汽器換熱管安裝和檢修過(guò)程中，個(gè)別管子被撞扁，膠球無(wú)法通過(guò)；

     8.由于水質(zhì)原因，換熱管內壁結硬垢，使換熱管內徑畸形，膠球不能通過(guò)。

     公司優(yōu)化設計的新型膠球清洗裝置發(fā)電廠(chǎng)幾年來(lái)的投運表明，收球率均在96%以上，而且水阻小、運行安全可靠。