海綿膠球沖洗凝汽器膠球清洗裝置效果及存在問題分析

      海綿球運行中沖洗凝汽器這一新技術的試驗成功和全面推廣，為確保汽輪機組的安全、經濟、滿發，當前國內外廣泛采用膠球清洗凝汽器這項技術革新。它可以在不停機或不減負荷的情況下達到清洗凝汽器的目的，使銅管經常保持干凈，維持機組額定其空，為國家節省大量的煤炭；叉能防止銅管結垢，避死垢下腐蝕，延長了銅管的使用壽命；主要的優點是能節約煤、多發電、節省大量的勞動力，減輕工人的勞動強度、改海工人的勞動條件。對于大功率汽輪機組，凝汽器銅管長度超過10米、飼管根數超過萬根，用人工清洗非常困難，必須采用膠球清洗或其它更好的方法才能滿足發展的需要。
      目前，對于用普通海綿球清洗凝汽器銅管內軟垢，國內外應用較廣，經驗較多，效果顯著。對于結硬垢的機組，用膠球清洗凝汽器，國外其說不一，國內向無成熟經驗。根據水電部2月會議精種，各結硬垢電廠都在積極摸索經驗。我廠在熱工研究所，海綿橡膠廠，內蒙電力試驗所等單位的大力協助下，于8月在三號機上安裝了此套裝置并投入運行。半年多的運行實踐證明：采用膠球清洗凝汽器對防止銅管內壁結垢是有效的。除掉管內硬垢，需用金鋼砂海綿球。普通海綿球除硬垢的效果較差，但用曾通海綿球防垢已初見成效。三號機采用膠球清洗以來，凝汽器具空一直保持在歷史好水平。過去每年總要在過夏前用人工捅刷凝汽器，否則影響出力，無法過夏，今年過夏前不需再用人工捅刷。這一事實充分說明了用普通海綿球進行定期清洗凝汽器，能夠防止硬垢沉積，達到保持銅管清潔的目的。
二、膠球清洗裝置設備與試驗概況
      三號機是2.5萬旺抽汽機組，凝汽器冷卻面積為2000米2,銅管直徑為24/22毫米，管長為6050毫米，銅管數為4420根，設計冷卻水量為5000噸/時。
      為了確保膠球同收率良好，在三號機水井前加裝一道粗濾網(網孔為25×25毫米)和一道細濾網(網孔為10×10毫米)。凝汽器水室中采取消除死角和支管加網等防止膠球落人的措施。
膠球清洗裝置系統見下圖。
      收球網采用周定式，錐角為19度，下錐口直徑為89毫米，錐形網上的長圓孔尺寸為80×8毫米，網孔面積約為循環水管通流面積的2.1倍。(由于加工困難及安裝位置所限，沒有達到8～4倍要求。)膠球泵用2±PW型污水泵，閥門用普通球閥。選用海綿橡膠廠生產的919配方普通海綿球和特種金鋼砂海綿球進行試驗。
      補水系黃河水，其硬度平均為6.3毫克當量/公升，平均含沙量為500毫克/公升，銅管內硬垢層達1毫米以上。在大修中對每根銅管都用直徑20,5～21,5毫米鉆頭鉆過，已將大部分硬垢除掉，但銅管內壁仍留有不均勻的殘余硬垢。為了保證膠球能頻利通過銅管，逐根用2～3公斤/厘米2壓縮空氣槍使直徑20.5毫米的黑色硬質膠球從管內吹過。投球前，將一流程銅管入口加裝5×5毫米網孔的細濾網，啟動循環水泵，凝汽器通水24小時后，將網子從人孔蓋中拆除，其目的是防止積存在管道和水溝內的雜物再進入凝汽器管，造成堵塞。
      運行實踐證明，三號機膠球清洗裝置系統由于銅管內殘余硬垢未徹底清除，硬垢表面粗糙，運行初期，海綿球磨損速度較快，連續運行20～30分鐘，海綿球已被磨脫皮。脫皮時間較戶縣熱電廠縮短8倍。經過一個多月以后，由于銅管內壁被磨光滑，海綿球磨損速度也大大誠慢，連續運行一小時才大批輕微脫皮。使用919配方濕態直徑24毫米的海綿球，連續運行22小時，直徑方向被磨損掉1.2毫米。連續運行40小時，不均膺小了3毫米左右，被磨得歷害的海綿球，濕態外徑已接近銅管內壁殘余硬垢內徑20.5～21,5毫米。
      為了利用海綿球除掉銅管內硬垢，骨自制金鋼砂海綿球，山于缺乏經驗金鋼砂在普通海綿球上未粘中，運行牛小時即被磨掉，所以清洗效果不明顯。試制金鋼砂海綿球及時寄到，支撥我們，次在三號機上用金鋼砂海綿球進行除硬垢的試驗，試驗結果比較滿意，我們對十寧、環形、帽式三種型式的金鋼砂球部進行了試驗。認為環形金鋼砂球效果較好(容易通過銅管叉較耐磨)。利用金鋼砂特種海綿球累計運行9小時，直徑方向被磨小1毫米，使凝汽器清沾度提高約10%。這說明利用金鋼砂球除掉銅管內殘余硬垢是有一定效果的(見表1)。
表1
注：機組有抽汽負荷，主要以相同凝結水量來進行比較。
      兩臺循環水泵運行時，海綿球在三號機清洗系統循環一周約15秒，平均水流速度約1.7米/秒。一臺循環水泵運行時，海綿球循環一周平均為20秒，水流速度約1.2米/秒。使用濕態直徑為23～24毫米的海綿球，四個月的平均膠球回收率在85～90%左右。
三、膠球清洗裝置系統清洗效果
      1、用普通海綿球運行半年多的實踐證明，銅管內無新垢附著跡象，說明海綿球在銅管內連續地循環，能夠防止硬垢的沉積。這可從剛剛投入膠球時的運行記錄及運行半年后的運行記錄比較得到證明(見表2)。
      由表2中可以看出，在負荷與循環水入口水溫相似條件下，員空度、端差、清潔度各指標與剛剛投球時接近，這就足以說明銅管內沒有再繼續積垢。
      5月3日抽出甲側新裝運行半年的銅管剖開檢查結果，無硬垢附著，銅管內壁比較干滑，這叉進一步證明定期投入普通海綿球清洗凝汽器能夠防止硬垢沉積。
      2、三號機投人膠球清洗后，與同期相比其空度提高約1.5%,達到了歷史上好的的水平(見表3)。
注；*為一臺循環泵運行。2,8,4記錄為兩臺循環水泵運行。
      再以1974年以來4月份為例，平均循環水溫都在20℃左右，在排汽量相近的情況下，1976年采用膠球清洗半年后的4月份月平均員空度較同期提高2,1%(見表4)。
表3
      考慮到銅管是逐漸臟污，其空是逐漸下降的。由于采用了膠球清洗，至年預計提高凝汽器真空度1.5%,即煤耗降低1.5%。全年可為國家節省標準煤約1000余噸。
      機組在每年過夏前，必須停機進行人工捅刷，由于結垢較硬，需用電動機帶動麻花鉆頭捅刷，整個凝汽器捅刷一遍需投入11個強勞力，在條件艱苦的情況下需連續工作20個晝夜。采用膠球清洗后，可以不用停機進行人工清掃，不僅節省勞力，每年還可多發1200萬度電。
五、膠球清洗存現問題
      1、在循環水的凈化處理上還需下功大。根據我廠循環水內積有木塊，石頭子，泥沙等特點，安裝一道10×10毫米的細濾網是不能滿足要求的。三號機經常因水頭，石子堵塞管子而停下半面進行清理，需要再加一道細濾網，或者在可能的情況下，加裝旋渦式濾網，以減少平時維護的工作量，使膠球清洗更加完善。
      2、對于銅管清沾程度的監視辦法還需進一步摸索。端差和員空度的影響因素較多，不能完全鼎它做為監視的依據�！扒逭炊扔嬎惴ā睂τ诮Y軟垢機組，消洗前后相隔時間較短，受其它因素影響較小，效果明顯。根據對三號機的長時間監視證明，結硬垢機組短時間內結垢速度不如結軟垢快，效果不明顯。此外，該法受蒸汽負荷、循環水、水流速度變化的影響很大，雖然計算時進行了修正，仍不能完全修正過來。如在水流速度和蒸汽負荷不變的情況下，循環水入口溫度在20℃以下時，計算出清潔度約為60%左右，而水溫仆到28℃左右時，計算清潔度約為75～80%。實際管內結垢情況并無變化。同理，水溫不變、改變水流速度也有同樣的影響。如何監視更合適，有待進一步摸索。
六、結論
      1、堅持長期使用普通海綿球消洗硬垢機組，對于防止硬垢的沉積是有效果的。
      2、金鋼砂球可以除掉管內殘余硬垢，但應慎重使用，不宜多用。
七、議建
      1、對于硬垢電廠，膠球磨損速度較快，建議橡膠廠能生產一種耐磨性能介于金鋼砂球和普通海綿球之間的一種球，如縮醛球，以減少磨損速度，降低費川，延長海綿球使用壽命。
      2、隨著用膠球泵的正式生產，我廠四號機已安裝4/5Q×9型用膠球泵。這種泵性能較PW型污水泵好，態議采用膠球清洗的2.5～10萬斑機組，盡量使用此泵，以降低膠球磨損速度。
      3、為了加強水的凈化，確保膠球長期順利運行，建議在循環水入口管段上加裝旋渦式濾網。
      4、建議設計部門在新機設計時，考慮膠球清洗裝置。