凝汽器膠球清洗裝置的效率評價及可靠性分析

凝汽器膠球清洗裝置循環系統
      新設計的凝汽器不存在“死區”。膠球在循環回路中若能快速通過收球網，效率就會提高。因此，膠球通過收球網部分的大柵板和回收系統時，速度不能減小。大柵板的作用是把膠球收集起來，送到回收系統中。被大柵板擋住的膠球在水流沖擊下沿柵棒下滑，所以保證膠球在柵板上順利滑移是膠球清洗系統具有較高效率的重要條件。這些條件包括：
1.1柵板傾斜閥
      要求它與垂直水流成25°角。角度大于25°,膠球可能會卡在柵板上；角度太小也無多大益處，只要系統設計得當就可以。
1.2收球網中的水流速度V
      國內對V的設計是小于2.0m/s;國外的設備，如用于珞璜、江油電廠的清洗設備，要求V<2.5m/s。速度過高，膠球可能楔在柵板上；速度低些是容易做到的，但一般不低于1.7m/s,
1.3柵棒間距L
      國內、外設備分別要求L小于7mm和不超過5mm。間距大于數值要求，會使膠球卡在柵棒中。為了降低制造成本或出于其它考慮，有些清洗裝置收球網的直徑做得很小，致使水流速度超過了要求。在這種情況下，收球網柵板大多設計得很陡，傾斜角小于25°,L也大于允許值，目的是使柵板壓力差達到可承受的水平。但是，此種設計并不能使膠球沿柵板的移動狀況得以改善，反而會因棒距加大使膠球卡住的可能性增加，至使膠球損失增大(一般要求收球率大于95%).
2膠球回收系統對清洗裝置效率的影響
2.1凝汽器膠球清洗裝置回收系統的設計
      膠球被柵板收集后流入回收系統。這部分回路設計是提高清洗效率的關鍵。在回收系統中，膠球沿著與主水流垂直方向運動，若收球網部分的流體性能設計不合適，膠球就會在此區域滯留較長時間。
      回收系統的設計發展很快。先進的設計能做到即使水中有雜物存在也能使膠球快速通過回路。這部分回路設計居世界先進水平，稱為“渦流室”。渦流室位于大柵板下面，其內部有一塊導流板將水流分成兩部分，產生兩股渦流進入渦流室。膠球流向再循環管，水從渦流室兩旁帶孔金屬板處流出，渦流室的特點是：膠球與雜物以高速運動并快速(0.5S內)通過膠球再循環管，雜物不影響膠球傳送；在冷卻水雜質較多的情況下，渦流室兩側的帶孔金屬板仍保持清潔；合適的渦流室尺寸取決于收網球直徑；大柵板反沖洗時，渦流室的一邊及一面大柵板打開，以便消除不能流過出口管的大塊雜物。
2.2膠球循環回收系統對清洗效率的影響
      設計較好的膠球清洗裝置，每個膠球完成一次循環大約需要30s,即每個膠球1min內可以清洗2根凝汽器管。所以，提高膠球清洗裝置的效率必須抓住收球網這一主要環節。
      考核凝汽器膠球清洗裝置系統可靠性重要的原則，是保證膠球在完成一次循環后能回到初始位置。對于近幾年投入運行的膠球清洗裝置來說，影響其可靠性的主要因素是收球網泄漏引起的膠球損失。一些老的設備，膠球還可能聚集在凝汽器的某些部位。膠球損失是很容易發現的，一是裝入新球后在收球裝置中回收不到大致相同數量的膠球；二是在冷卻塔中發現大量的膠球。膠球損失過多會使循環回路中膠球數量逐漸減少，導致凝汽器管清洗頻率降低，造成較大的能量損失。例如一臺900MW火電或核電機組，若膠球清洗裝置可靠性差，可使汽輪機背壓提高40～50Pa,減少出力4~5MW,同時也增加了膠球本身費用損失。影響膠球清洗系統可靠性的原因是多方面的，多數情況是由上述一個或幾個因素引起的。所以，一旦發現清洗系統可靠性降低，在機組停運時，應認真檢查收球網、凝汽器內部狀況，以確保膠球清洗系統高效、可靠地運行。
凝汽器膠球清洗裝置循環系統
      凝汽器膠球清洗裝置可以提高火力發電機組的熱效率。由于海綿膠球對凝汽器管內壁污垢進行自動清洗，因此可以提高管子清潔度，改善凝汽器的真空，降低發電煤耗，延長凝汽器管的使用壽命。一臺200MW火電機組真空度提高1%,就可節省標準煤3345t/yr。
      安裝膠球清洗裝置以來，新設計的火電機組幾乎都選用了這種設備，而且生產該設備的企業也越來越多。但是由于各種原因，實際投入運行的膠球清洗裝置的清洗效率差別較十min,減少鍋爐燃油耗量近20t,多發電近730MW,節省廠用電44MW。
圖汽輪機啟動曲線
      1一再熱汽溫度(改進后);2一中壓缸下內壁溫度(改進后);3—再熱汽溫度(改進前);4一中壓缸下內壁溫度(改進前)
推力軸承工作正常
      采用中壓缸啟動帶負荷時，推力軸承溫度隨負荷增加而增大，通過控制負荷，較好控制大。效率低的設備將會降低凝汽器性能，用戶在機組檢修時，采用機械或化學方法清洗凝汽器，影響管子的使用壽命，增加了費用，延長了檢修時間。
      膠球清洗裝置的效率指的是使每根凝汽器管具有足夠清洗頻率的能力。當臟物尚未在管壁上粘牢前，使膠球通過管子，將臟物擦洗掉。事實證明，清洗頻率須達到每5min1個膠球，即使對于未經處理的、易于結垢的循環水來說，也是以防止管子結垢。膠球在循環回路中循環所需時間越短，快速通過系統中各個部分而不停滯，其清洗效率就越高。膠球清洗裝置循環系統如下圖所示。推力瓦塊溫度，在負荷20MW時，大值只有63℃。
節省資金，簡化系統
      根據熱力系統和設備特點，只改變運行方式和操作程序，實現中壓缸啟動，節省改造資金，同時簡化了系統。
建議
      1、采用中壓缸啟動方式，要求鍋爐參數較高，來適應中壓缸啟動，為此建議在汽輪機沖轉前，鍋爐投粉，來增加鍋爐蒸發量和穩定燃燒。
      2、汽輪機中壓主汽門前管道設計無疏水點，應加疏水管，以減少汽輪機側和鍋爐側偏差，有利于提高再熱汽溫，適應中壓缸啟動
      3、采用中壓缸啟動方式，應制定嚴格的操作程序，汽輪機、鍋爐、電氣運行應加強配合。
      4、機組大修后應采用鄰機汽源進行中壓缸啟動找動平衡，可節省鍋爐啟動用油，增加設備靈活性。