关于胶球系统的分析与总结

关于G*凝汽器胶球清洗系统的分析与总结（运行部汽机专业2009-7-20）

我公司200MW汽轮机组凝汽器胶球清洗系统现已投入正常运行，本文对该凝汽器胶球清洗系统以往存在的问题进行了分析，通过对多年来试运情况的总结并结合本次胶球系统的改造，可以确定胶球系统设计不合理与循环水中杂物堵塞凝汽器铜管是造成胶球系统收球率低的主要原因，属于水冷机组的胶球系统存在的共性问题。而＃4机组胶球系统最终问题的解决也为下一步的一期50MW机组凝汽器胶球系统问题的解决具有一定的借鉴意义。

1、前期介绍：

我公司＃4机组为一级中间再热、单轴、三缸两排汽、凝汽式汽轮机，其凝汽器配套的胶球清洗装置是由无锡新亚石油机械设备有限公司制造，包括两台活动式收球网、两台出口压力为0.21MPa的胶球泵、两个独立的装球室及其他设备等。其作用是在机组运行过程中，通过加压水流将胶球挤过凝汽器铜管，并不断循环，擦洗掉铜管内的垢物，提高热交换效率，降低凝汽器端差，保证汽轮机组的经济运行。

2、发展状况

＃4机组凝汽器胶球清洗系统自机组投产以来（2005年5月投产），收球率很不稳定，出现了“有时收球率高，有时收球率低”的现象，个别时达到过80％，但常时间收球率处于50％以下，很多时候还不到10％，特别是在冬季四个月，收球率更低，不能对凝汽器铜管起到应有的清洁效果，导致凝汽器端差增大（6～7 ℃ ）、真空偏低，成为影响机组经济运行的不利因素之一。

3 、原因分析

3.1 循环水携带杂物堵塞凝汽器铜管

我公司＃4机组循环水供水系统为闭式供水系统，采用自然通风冷却，冷却水塔淋水填料为复合波PVC塑料填料，此种填料承载能力差，加之水塔设计不合理，在冬天气温偏低（最低－15℃ ）的三个月中，

淋水填料底面大量挂冰，当冰挂到一定程度时，淋水填料就会大面积破碎脱落，再加上冷却水塔的运行时间较长（＃1塔），水泥构件及塔体表面剥落频繁，并且一二期之间切换井的杂物沉积，使大量的水泥、石子及淋水填料进入循环水中。尽管水塔前池处设置了滤网，但由于滤网网眼尺寸（20mm×20mm）较大，仍有一定数量的杂物随循环水进入凝汽器铜管内，造成堵塞，致使胶球进入后也大量在铜管内积聚，不能循环回收。

3.2 收球活动网板设计不合理：

我公司＃4机组凝汽器胶球清洗系统的收球活动网板材质较差，不论检修人员如何调整，网板与壳体内壁夹角仍然经常变形，这种收球活动网板的设计在运行过程中不仅形成比较大的水阻，而且极易产生涡流，使胶球不能顺利进入收球口，当数量增多时，容易造成胶球堵塞。而当网板与壳体内壁夹角经常变形后，一旦产生5～10mm的间隙，也足以让直径在20mm以上的胶球脱逃至水塔。

3.3 收球活动网板的执行机构设计不合理

收球活动网板的转轴由电动装置通过曲柄连杆机构来驱动，连杆与曲柄采用销轴连接，这种设计，转轴回转范围小，且不易调整，经过运行后极易产生空行程，导致活动网板不能关闭到位，壳体与内壁之间形成较大的缝隙，造成卡球或逃球。

3.4 胶球泵选型、布置不合理

其一，凝汽器冷却水压在0.2-0.23MPa范围内，胶球泵扬程为

0.21Mpa，使出球动力不足，容易造成胶球堵塞。其二，收球管比胶球泵入口管高300mm，造成泵入口水头不足，使胶球易在收球口产生堆积现象。

3.5 胶球系统布置不合理

胶球胶球清洗系统采用了2台收球网、2台胶球泵、2台装球室，每侧有截止阀4个，弯头11个，多为直角弯，造成循环管道长、弯头和阀门多，增大了胶球循环阻力，在阀门和弯头处容易产生积球；

3.6 胶球质量差

＃4机组选用的胶球为"软球"，直径φ23mm。虽多次更换胶球品种，但每次对所加胶球进行宏观检查，发现100%的胶球湿态比重小于循环水，浮在水面上。因此当胶球进入凝汽器水室后，大部分的球处在水室顶部，不能通过铜管进入回水管中，造成胶球回收率低。

3.7 凝汽器水室结构不合理

凝汽器冷却水室四角为直角，循环水在此处极易形成涡流，当胶球到此部位时，在就地打旋，不能进入胶球回收管道。

4、 改 造

针对以上原因分析，为了提高胶球回收率，保证凝汽器铜管的清洁度，对＃4机组胶球系统进行了如下改造：

4.1 加装二次滤网

在凝汽器循环水入口管分别加装了一台二次滤网，网孔尺寸选用10mm×10mm，网芯为旋转反冲式，排污控制方式采用手动控制和就地自动控制。

4.2 对胶球系统进行全面设备更换：

对包括收球网板及执行机构、胶球泵、胶球系统管路、装球室进行全面更换，仅保留了控制柜。

5 效 果

经改造后，胶球回收率最低为90％（行业新标准），平均为95%（原行业标准）以上。

6、遗留问题：

6.1 凝汽器水室改造未进行

＃4机组凝汽器前后水室四角未加装导流板以消除直角。另外，凝器汽水侧的空气管、放水管等部位未加装管孔滤网。（经与设备厂家沟通，厂家认为通过胶球填充凝汽器死角，不会影响后续胶球的运转，实际上是厂家忽视了该问题。凝器汽水侧的空气管、放水管等部位未加装管孔滤网，会造成今后堵球）

6.2 胶球质量仍然是问题

购买胶球必须采用正规的厂家，最好有本地市场份额、经胶球过多家检验，当前胶球的主要问题是湿态比重总是小于循环水（全浮在水面上），因此尽管收球率高，但实际清洗效果未必理想。采购前要经过试用，采购后要经过检验合格后方可加入系统进行投运。

6.3 两台装球室均不便于运行人员操作

两台装球室均采用4条双头螺栓封装上盖，运行人员操作技能有限，无法将4条螺栓均匀紧固，经常造成跑水，每次装、收球时均需检修人员配合，造成极大不便。该紧固方式应改造为一期＃1、＃2机组胶球系统装球室的紧固方式。

7 、最终评价

凝汽器胶球清洗系统是凝汽式汽轮机的重要辅助设备之一，提高收球率是减小凝汽器端差、提高汽轮机循环热效率、降低发电煤耗的有效手段，因此，对凝汽器胶球清洗系统进行分析、改造，长期保证胶球系统的稳定运行，对我公司的生产管理具有实用价值。