凝汽器海綿膠球清洗端差過高的原因分析及循環水二次濾網堵塞處理

通過對熱電廠200MW#1機組凝汽器海綿膠球端差過高的原因進行分析，通過對凝汽器換熱鋼管進行高壓清洗；循環水二次濾網增大通流截面，改造排污裝置；倒“V”活動式收球網進行改造,提高收球率等措施有效地解決了凝汽器端差過高的問題，改造效果顯著。

凝汽器；端差；高壓海綿膠球清洗；二次濾網；收球網

膠球清洗設備概述及存在的問題

我廠機組采用的是V型表面式凝汽器，共計兩臺。主要用途是在汽輪機排汽口建立和保持一定的真空，同時將排汽凝結成水并除去其中的部分氧氣重新為鍋爐給水，使進入汽輪機的蒸汽膨脹到盡可能低的冷端壓力，增加汽輪機中的理想熱降，提高循環熱效率。

凝汽器壓力下的飽和溫度（凝結水溫）與循環冷卻水出口溫度之差稱為端差。端差越大凝汽器的真空就越低，而汽輪機真空下降即排汽壓力升高可用焓降減小就會降低汽輪機組的輸出功率。排汽溫度過高又可能引起凝汽器鋼管松弛破壞嚴密性還可能使排汽缸軸承座受熱膨脹引起中心變化產生振動以及排汽容積流量減小對末幾級葉片不利。理論上，端差越低越小，但實現困難，實際上綜合有關指標，確定出＜經濟控制指標。我廠機組運行一段時間以來，凝汽器端差一直偏大，在內變動，嚴重影響了汽輪機運行的安全，降低了汽機的經濟性。機組凝汽器端差見表。

表1#1機組凝汽器端差

凝汽器海綿膠球清洗端差過高的原因分析

凝汽器換熱鋼管結垢、堵塞嚴重,現場檢查凝汽器換熱鋼管水側結垢嚴重，并有大量污泥積存，通過對換熱鋼管進行取樣化驗，換熱鋼管結垢量平均值為＞規定值，個別換熱鋼管被各種懸浮物、膠球堵塞。換熱鋼管水側結垢、大量積存的污泥及其它懸浮物，極大地降低了鋼管的換熱效果，進而使端差增大。

循環水二次濾網堵塞嚴重

現場檢查從圖可以看出二次濾網被水塔填料碎片、塑料膜等堵塞嚴重。對二次濾網排污裝置運行情況檢查，當旋轉刮板將濾網上的雜物刮下后，通過排污管將雜物排出，圖看出排污管排污過程為逆流而行，由于循環水的沖擊，造成排污管排污不暢，排污效果明顯減弱，導致二次濾網被雜物堵塞嚴重，達到通流截面，導致循環水過水量不足，壓力降低。如果機組的負荷高，勢必會導致排氣量的增大，如果此時水量少了，肯定會引起排汽溫度的升高，而一定量的循環水它的吸熱能力是一定的是有限的，如果嚴重的話甚至會有溶于水的氣體析設備運維出，這樣無疑會使水側換熱效果變差，致使出水溫度較此時真空對應下的排氣溫度相差很多，端差變大。

圖1二次濾網堵塞 圖2二次濾網排污裝置

海綿膠球收球率過低

我廠每臺汽輪機凝汽器循環水系統配置有兩套運行的膠球清洗裝置，膠球清洗裝置收球網為倒“V”活動式收球網，由兩片網板組成，頂部為迎水端，網板將整個管道截面完全遮攔。每片網板底部設有膠球出球口，膠球經此出球口引出至循環單元。每片網板由一根轉軸驅動，在非運行工況時可旋轉至一定角度，形成與水流方向略微傾斜的型結構，此時水流對網板進行反沖洗，可去除網板上的雜質，運行時網板轉回至倒“V ”。現實生產中我廠機運行期間收球率僅達到，經現場收球網管段開蓋檢查，發現以下問題懸臂梁問題突出。網板彈性變形。傳動機構竄動。

收球網跑球嚴重致使收球率過低，終導致換熱鋼管不能在運行中正常的進行膠球沖洗，換熱鋼管結垢、堵塞嚴重，換熱效果降低，端差增大。

改進措施，換熱鋼管進行高壓清洗

利用機組停機檢修機會，采用高壓技術清洗凝汽器鋼管內的結垢及雜物。高壓清洗技術，它是將低壓清水經高壓泵升壓后，輸入高壓軟管，由噴嘴上的孔將高壓水轉變成高速水流，來沖擊凝汽器冷卻鋼管內表面的污垢，并利用噴水方向偏后的反作用推動噴嘴帶動軟管向前運動，達到整根冷卻鋼管清洗的目的。高壓清洗凝汽器鋼管后，換熱鋼管水側管壁潔凈度可達到，清洗后效果顯著。

二次濾網及排污裝置改造，增大二次濾網通流截面

確定改造方案，見圖。現場進行實施，拆除舊的二次濾網及排污裝置，安裝新濾網及排污裝置。排污裝置運行原理：電機轉動通過傳動軸帶動渦輪傳動，渦輪帶動旋轉刮板軸及刮板旋轉將二次濾網上的雜物刮下，通過排污管順流排入收集室定期清理。改造后，通流面積是原有通流面積的倍，凝汽器進水壓力降低，凝汽器回水壓力升高，循環水水量達到設計要求，提高凝汽器循環水進水壓力。

圖3收球網改造方案示意圖

對收球網進行改造,提高收球率

針對收球網跑球嚴重問題，我們將倒“V”活動式收球網改為曲柄連桿（旋擺自鎖）式收球網。該收球網是在倒“V”活動式收球網基礎上將傳動方式設計為四桿結構。該機構設計自由度為這樣曲柄按一個獨立運動規律繞固定軸回轉運動時，連桿帶動網板在規定的旋擺角度左右的兩個極限位置旋擺既可靠地實現收球工況功能，又能可靠的實現反沖洗工況功能。網板旋擺到左極限位置為運行工況時膠球從底部引出口引出網板旋擺到右極限位置為反沖洗工況時網板與水流平行，對網板進行反沖洗及減少水阻。在兩個極限位置曲柄與連桿共線，為機構死點位置，利用其進行自鎖。此時，不論網板上作用多大力，其位置不變，可靠地實現收球和反沖洗功能。改造前、后收球率調查表。它具有以下三個特點：

   受力合理，收球網的各工況都由網板底端的旋擺機構來實現，傳動軸與承重軸分開，收球工況時網板呈穩定的三角形，徹底解決了懸臂梁問題，受力非常合理，密合力大。

   網板不變形，網板采用鋼結構框架上鋪楔形焊接網，鋼性強，不受損。旋擺機構無論在任何工況下都對網板實行自鎖，因此承重軸的磨損非常小，不會產生任何變形。

   傳動機構穩定，受力合理，網板自鎖，不論對網板作用多大的力，網板都不發生彈性變形，位置不變；傳動機構帶動網板到位準確，限位準確，輸入量與輸出量對應關系準確可靠，傳動機構不磨損，因此不會產生間隙而導致漏球。曲柄連桿（旋擺自鎖）式收球網特點示意圖見圖4。

圖4曲柄連桿（旋擺自鎖）式收球網特點示意圖

實施前后效果

采取上述措施后，換熱鋼管水側管壁潔凈，提高了循環水的水量和壓力，膠球收球率達到了標準，凝汽器換熱效果大大的提高，端差明顯的降低。改進前、后的凝汽器端差效果對比見表。

表2改進前、后的凝汽器端差效果對比

通過分析、查找原因、及時改造有效的解決我廠機組凝汽器海綿膠球清洗端差過高的問題，取得良好的效果，為機組的安全、經濟運行發揮了重要作用。同時為不同類型凝汽器海綿膠球清洗端差過高的問題提供了可以借鑒的經驗。