凝汽器收球率低的原因分析及处理

刘瑞英 包志礼

摘  要：嘉峪关宏晟电热公司#4机组凝汽器为哈尔滨汽轮机厂配套生产的N-19500-1型凝汽器，该凝汽器配套两套凝汽器管束清洁胶球装置，经常出现收球率低的现象。作者通过设备现状分析，找出三个积球原因，并提出相应的技术方案、工作原理，并通过数据对实施改造后效果进行评价，为系统解决凝汽器收球率的问题提供实际参考，对同类设备具有很大的实用价值。

关键词：凝汽器;胶球疏导板;收球率

中图分类號：TK264    文献标识码：A    文章编号：2096-6903（2021）08-0000-00

0前言

凝汽器是电厂汽轮机机组的重要辅助设备，[[1]]凝汽器管束的主要作用是用循环水交换冷却汽轮机低压缸排汽，管束的清洁度直接影响凝汽器的换热效率，直接影响机组的真空，进而影响机组的经济性，在目前国家能源限额的要求下，提高凝汽器真空是减低发电煤耗的有效手段之一。

1设备现状

目前嘉峪关宏晟电热公司#4机组凝汽器为哈尔滨汽轮机厂配套生产的N-19500-1型凝汽器。该凝汽器为了提高凝汽器管束的清洁度配套两套凝汽器管束清洁胶球装置，定期进行投球，用胶球对凝气器在线进行胶球清洁，保持凝汽器的清洁度，近年来新#4机组近年来凝汽器胶球清洗系统运行状况不佳。存在以下问题;

（1）存在收球网关闭不严，收球网出球口堵塞积球，凝汽器回转室积球，装球室切换阀关闭不严密等问题。

（2）历次检修问题仍无法得到解决，造成凝汽器胶球清洗装置收球率不达标，凝汽器管束无法得到清洗。以致于长期累积造成管束内结垢，淤泥杂物堆积，凝汽器管束换热系数下降，凝汽器端差增大。

（3）凝汽器管束内的结垢无法彻底清除，而且机组运行后无法保持短期内淤泥杂物又会堆积。[[2]]

2017年以来凝汽器端差已达到10℃，较设计端差2.91℃高7.09℃严重影响机组经济性。新4#机凝汽器收球率逐年下降低于10%，存在如图1收球网上、出球口堵塞积球，凝汽器回转室积球等问题。虽然在机组停运检修期间通过高压射流清洗可以清除淤积杂物，但在目前胶球清洗系统运行过程中，单侧投球为凝汽器冷却管数量的10%，我厂每次投球500个/侧。但是胶球是排队方式进入凝汽器水室的，在5-6 秒时间段内进入水室的胶球数量非常有限，胶球无法同时进入凝汽器腔室内分散清洗。

由于凝汽器胶球清洗装置收球率长期不达标，造成凝汽器管束无法得到及时清洗，管束内结垢，继而换热效果降低，机组端差增大，截止2020年8月份凝汽器端差已达到10℃，较设计端差2.91℃高了7.09℃，严重影响机组经济性，严重时导致机组带负荷困难。

2原因分析

凝汽器冷却管子被清洗的数量不仅受到胶球数量的影响，更表现在循环水流量大的大小影响。胶球进入哪个冷却管子取决于哪个管子能够有较大流量和胶球分布的随机性，流量大的这部分管子（阻力小）或者靠近水流主体断面上的管子常常被清洗，而处于非水流主体断面或者脏污了的管子（水阻大）往往是无法的得到清洗。使得凝汽器冷却管被清洗的数量很少，换热效果大大降低，清洁系数达不到设计值。

针对以上问题专业技术人员采取了多种措施，如增大胶球泵入口管道由Φ108mm换为Φ133mm，收球网上加堵板限流、加大投球量等改进措施，通过历次检修进行实施，效果都不明显，仍然无法解决收球网上、出球口堵塞积球，凝汽器回转室积球等问题。[[3]]据此，我们经过现场设备实施条件进行系统研究，分析出以下三个积球原因，其一，胶球在经收球网时受到两个方向的作用力，分别如图2所示Fx，Fy，当经过底部挡板时，由于Fy的力会使胶球按照顺序平铺在收球网上;其二，胶球疏导装板安装时存在角度问题，因为胶球在经过扰流板后，会出现涡流现象。如果挡板位置太高或者太低，起不到扰流的作用;其三，胶球疏导装板结构存在问题达不到紊流限流作用。

3技术方案

一种应用在凝汽器循环水管道上的胶球疏导板应用而生，由于胶球到达凝汽器收球网时会积聚和低压挤压在收球网上，无法到达收球室进行胶球收取，本方案采取了在收球网夹角偏上与循环水管道上胶球疏导装置，直接形成紊流、限流和涡流，使的胶球掉入收球室，通过收球管道上胶球泵把胶球回收到投球室，回收再利用，图3为改造方案示意图。

图3标记含义如下：1.循环水管道;2.循环水;3.胶球;4.收球网;5.胶球疏导装置;6.收球板;7.收球管;8、收球室[[4]]

4工作原理

一种应用在凝汽器循环水管道上的胶球疏导板，包括设置在循环水管上的收球网，如图4 所示，循环水管管道里的循环水携带胶球向下移动，胶球在碰到收球网时，被收球网挡在收球网上，在打开收球管上的阀门后，胶球经胶球疏导板扰动及限流，使的胶球落入收球室，胶球从收球管带出回收。其结构特点是其一胶球疏导月牙形板安装在凝汽器循环水管道管壁上;其二胶球疏导月牙形板安装在与收球网垂直的位置;其三胶球疏导月牙形板与收球网距离为2.5倍胶球距离;其四胶球疏导月牙形板安装在收球网夹角偏上处。

5实施后效果评价

2020年9月25日，机组人员小修改造新#4机，机组启动验证，凝汽器胶球清洗系统一次胶球收球率大于97%。凝汽器胶球收球率合格后，通过投运，凝汽器端差降低至设计值2.91℃以下。凝汽器真空在同工况下提高2 KPa以上。项目实施后，按机组纯凝工况运行6个月计算全年可节约标煤8061吨，按每吨标煤380元计算，全年可节约306.3万元。

6结语

凝气器胶球收球率低的原因有多种，但我们只要认真抓住问题的主要矛盾进行抽丝剥茧的分析，一定能够找到解决问题的方法，通过对以上凝汽器胶球收球率低问题的解决，为系统解决凝汽器收球率的问题提供实际参考，对同类设备具有很大的实用价值。

参考文献

[1]靖长才.200MW汽轮机凝汽器胶球收球率低的原因分析及对策[J].电站辅机，1997（3）：13-14.

[2]万大报.350 MW机组胶球系统收球率低的治理[J].重庆电力高等专科学校学报，2020（3）：4.

[3]门金成.大型燃气-蒸汽联合循环发电技术（三菱F级）[M].北京：中国电力出版社，2017.11

[4]刘宏运;杨林冲. 凝汽器胶球系统收球率低原因分析[J].工业工程设计， 2019 （9）：21-24.

收稿日期：2021-06-22

作者简介：刘瑞英（1976—），女，内蒙古乌兰察布人，本科，副教授，研究方向：机械设计与制造。

Cause Analysis and Treatment of low Ball Collecting Rate of Condenser

LIU Ruiying， BAO Zhili

（1. Gansu vocational and Technical College of iron and steel， Jiayuguan Gansu  735100;

2. Hongsheng electric heating company， Jiayuguan Gansu  735100）

Abstract：The condenser of unit 4 of Jiayuguan Hongsheng electric heating Co.， Ltd. is n-19500-1 type condenser produced by Harbin steam turbine works. The condenser is equipped with two sets of condenser tube bundle cleaning rubber ball devices， which often leads to low ball collecting rate.Throughthe analysis of the current  situation of the equipment，the author finds out three causes of ball accumulation， puts forward the corresponding technical scheme and working principle， and evaluates the effect after the implementation of the transformation through the data， which provides a practical reference for the system to solve the problem of ball collection rate of condenser， and has great practical value for similar equipment.

Keywords：Condenser; rubber ball guide plate; ball collecting rate

[[2]] 靖長才.200MW汽轮机凝汽器胶球收球率低的原因分析及对策[J]， 电站辅机 ， 1997 ， 第3期