凝汽器清洗裝置用多孔橡膠海綿球的磨損現象分析

      對多孔橡膠球有閉合回路內循環流動時的磨損過程進行了研究。試驗臺上裝有可以更換的長12.4米的凝汽器管子。在試驗過程中，對水的流量、壓力和溫度以及管子上的壓降均進行了測量，還使用了膠球自動計數器并且通過觀察窗直接進行了觀案。在循環回路內采用水力噴射器作為升壓裝置。
      試驗選用膠球，提供了200只φ28毫米具有六種硬度類型<即M—軟，MH—中軟，H一正常，HT—中硬，T一硬，Cr一超硬)的膠球。這一批膠球硬度的相對變化量在85%～155%范圍內。
      測量表明，試驗用球在水里的膨脹度為10%～15%。而且在膠球漫入水中的前5～8小時內體積漲大的快，其后逐漸減慢，經過400～500小時之后，實際上已不再變化。所有研究用的膠球被水浸透之后的浮力都是負值，在水中下沉的速度為15～40米/秒，僅從有利于膠球在水空間內均勻分布的角度，這種膠球是完全可以采用的。對膠球磨損所作的研究表明，當膠球沿著進口加工成良好的鐘罩形(即園角過度一譯注)的新凝汽器管子流動時看不到膠球表面有磨損的情況。當管子內壁臟污且呈中等程度的粗糙狀態時，膠球在流動的初始階段磨損強烈，而后逐漸減緩(見圖1)。一些試驗還表明，橡膠海綿球在開始投用和沿管道流動500～750公里(也即經歷70~100小時的運行，其直徑已磨損到等于管子的內徑)之后具有良好的球形。在中間階段呈園柱形。
      圖1膠球平均直徑變化和與管壁摩擦長度的關系曲線
      圖2膠球體積減小示意圖
      圖2表示在研究中使用的各種類型膠球以及生產的S型(即軟)膠球沿凝汽器管子流過200及400公里之后體積的變化情況。由圖可見，所有膠球除了超硬的以外磨損程度都低于S型橡膠海綿球。
      當膠球沿著內壁臟污、復蓋著硬垢且表面粗糙的管道流動時，磨損尤為劇烈。例如，把在現場凝汽器上運行過的管子裝到試驗臺上，當管內僅有0.075毫米的硬垢時在循環初期膠球磨損的強度就增大為原來的30倍。因此，在已經運行過的凝汽器中使用多孔膠球(設有金剛砂帶)之前必須預先仔細地清除管內的硬垢。如使用有金剛砂帶的膠球時，膠球通過管子60次就能把前面列舉的管內垢物清除掉。通過管子的次數再增加反而會使管內的防腐蝕氧化膜受到損傷。所以，當使用涂有磨擦層的膠球時必須采取預防管子過清洗的措施。
      當在試驗臺上換用進口部分有損傷(管壁向內卷邊2毫米)的新凝汽器管子，采用M型膠球試驗時，經過50公里的流程膠球便完全損壞了。由此說明，在采用多孔膠球清洗凝汽器管子之前必須仔細地加工管口，使之呈鐘罩形，消除毛刺和凹痕，并且把管子內壁上的垢物全部清除掉。在研究中還發現，有些膠球沒有通過預定的距離便很快的損壞了。觀察可見，這些球的表面上都有很大的氣孔，直徑達5~7毫米，它們是造成膠球破壞的原點。膠球過快地損壞除了會使運行的消耗增加外，還會把蓄水池污染。因此，對膠球的表面狀況也應提出特別的要求。為了確保膠球能沿著管道流動，必須維持一定的差壓。差壓增大，橡膠海綿球流動速度加快，反之則減慢。相應于某一特定的條件，有一個小的差壓值，在該數值下，膠球將停滯在管子內。試驗表明，這個差壓值與膠球的硬度、膠球與管子內徑之差△D=D-Dm以及管子的臟污程度成正比。為了促成橡膠海綿球流動，差壓值應比小值高出15%～20%。
      圖3示出在試驗臺上得到的適用于各種硬度和尺寸的膠球的小差壓值。在該數值下，膠球只能在內壁是中等臟污程度的管子內移動。例如，為了能使φ28毫米具有正常硬度的膠球沿著φ26毫米的管子暢通流動，差壓值不得低于13.4KPa。因此，應當根據凝汽器水室間的差壓值來選擇膠球的硬度。