凝汽器清洗裝置用多孔橡膠海綿球的磨損現(xiàn)象分析

      對(duì)多孔橡膠球有閉合回路內(nèi)循環(huán)流動(dòng)時(shí)的磨損過(guò)程進(jìn)行了研究。試驗(yàn)臺(tái)上裝有可以更換的長(zhǎng)12.4米的凝汽器管子。在試驗(yàn)過(guò)程中，對(duì)水的流量、壓力和溫度以及管子上的壓降均進(jìn)行了測(cè)量，還使用了膠球自動(dòng)計(jì)數(shù)器并且通過(guò)觀察窗直接進(jìn)行了觀案。在循環(huán)回路內(nèi)采用水力噴射器作為升壓裝置。
      試驗(yàn)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(duì)變化量在85%～155%范圍內(nèi)。
      測(cè)量表明，試驗(yàn)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(shí)內(nèi)體積漲大的快，其后逐漸減慢，經(jīng)過(guò)400～500小時(shí)之后，實(shí)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(fù)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(nèi)均勻分布的角度，這種膠球是完全可以采用的。對(duì)膠球磨損所作的研究表明，當(dāng)膠球沿著進(jìn)口加工成良好的鐘罩形(即園角過(guò)度一譯注)的新凝汽器管子流動(dòng)時(shí)看不到膠球表面有磨損的情況。當(dāng)管子內(nèi)壁臟污且呈中等程度的粗糙狀態(tài)時(shí)，膠球在流動(dòng)的初始階段磨損強(qiáng)烈，而后逐漸減緩(見圖1)。一些試驗(yàn)還表明，橡膠海綿球在開始投用和沿管道流動(dòng)500～750公里(也即經(jīng)歷70~100小時(shí)的運(yùn)行，其直徑已磨損到等于管子的內(nèi)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(zhǎng)度的關(guān)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(chǎn)的S型(即軟)膠球沿凝汽器管子流過(guò)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(dāng)膠球沿著內(nèi)壁臟污、復(fù)蓋著硬垢且表面粗糙的管道流動(dòng)時(shí)，磨損尤為劇烈。例如，把在現(xiàn)場(chǎng)凝汽器上運(yùn)行過(guò)的管子裝到試驗(yàn)臺(tái)上，當(dāng)管內(nèi)僅有0.075毫米的硬垢時(shí)在循環(huán)初期膠球磨損的強(qiáng)度就增大為原來(lái)的30倍。因此，在已經(jīng)運(yùn)行過(guò)的凝汽器中使用多孔膠球(設(shè)有金剛砂帶)之前必須預(yù)先仔細(xì)地清除管內(nèi)的硬垢。如使用有金剛砂帶的膠球時(shí)，膠球通過(guò)管子60次就能把前面列舉的管內(nèi)垢物清除掉。通過(guò)管子的次數(shù)再增加反而會(huì)使管內(nèi)的防腐蝕氧化膜受到損傷。所以，當(dāng)使用涂有磨擦層的膠球時(shí)必須采取預(yù)防管子過(guò)清洗的措施。
      當(dāng)在試驗(yàn)臺(tái)上換用進(jìn)口部分有損傷(管壁向內(nèi)卷邊2毫米)的新凝汽器管子，采用M型膠球試驗(yàn)時(shí)，經(jīng)過(guò)50公里的流程膠球便完全損壞了。由此說(shuō)明，在采用多孔膠球清洗凝汽器管子之前必須仔細(xì)地加工管口，使之呈鐘罩形，消除毛刺和凹痕，并且把管子內(nèi)壁上的垢物全部清除掉。在研究中還發(fā)現(xiàn)，有些膠球沒有通過(guò)預(yù)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(dá)5~7毫米，它們是造成膠球破壞的原點(diǎn)。膠球過(guò)快地?fù)p壞除了會(huì)使運(yùn)行的消耗增加外，還會(huì)把蓄水池污染。因此，對(duì)膠球的表面狀況也應(yīng)提出特別的要求。為了確保膠球能沿著管道流動(dòng)，必須維持一定的差壓。差壓增大，橡膠海綿球流動(dòng)速度加快，反之則減慢。相應(yīng)于某一特定的條件，有一個(gè)小的差壓值，在該數(shù)值下，膠球將停滯在管子內(nèi)。試驗(yàn)表明，這個(gè)差壓值與膠球的硬度、膠球與管子內(nèi)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(dòng)，差壓值應(yīng)比小值高出15%～20%。
      圖3示出在試驗(yàn)臺(tái)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(shù)值下，膠球只能在內(nèi)壁是中等臟污程度的管子內(nèi)移動(dòng)。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(dòng)，差壓值不得低于13.4KPa。因此，應(yīng)當(dāng)根據(jù)凝汽器水室間的差壓值來(lái)選擇膠球的硬度。