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【摘 要】鹤岗热电厂凝汽器由于管束结垢，严重制约了发电生产，虽采取过各种措施，但都未能从根本上解决问题。凝汽器胶球清洗系统的投入可使凝汽器管束长期保持清洁，从而实现了发电机组的经济运行。
【关键词】凝汽器 胶球清洗
一、胶球清洗技术最早是由德国达极公司于1949年研制成功，该技术问世后的60多年中，胶球清洗技术在全球各个行业进行推广应用。目前凝汽器胶球清洗系统是汽轮机在使用过程中的一个标准配置，由于汽轮机具有体积小，驱动力大，可长周期稳定运行等优点，在电力、化工、冶金等行业广泛使用。汽轮机的凝汽器在使用时需要大量的循环水来对汽轮机的排汽进行冷却，循环水水质硬度大、水中含有泥砂、水中微生物等因素，都会造成凝汽器管束内壁长周期运行后结垢，由于垢层的导热系数只有3～5W/m.℃，而凝汽器紫铜管的导热系数为398W/m.℃，所以垢层导热系数与换热管束的导热系数相比要小得多，因此哪怕薄薄的垢层也会产生很大的热阻，严重影响换热。凝汽器胶球清洗是利用直径比换热管束内径略大的软质弹性胶球，在循环水压力作用下，进入凝汽器管束，紧贴管束内壁流动，对管束内壁起到擦洗作用，将管束内壁清洗干净，保持管束内壁始终处于清洁状态，达到良好的换热效果。
二、黑龙江龙煤集团鹤岗分公司热电厂3#汽轮机是由哈尔滨汽轮机厂生产的C50—8.83/0.118型机组，1998年投产发电。近年来，由于厂用水采用煤矿矿井疏矸水，水质硬度大，导致凝汽器运行时管束内壁结垢严重，汽水换热不良，凝汽器循环水出入口温差只有几度，而凝汽器端差可高达二十多度，大幅度超过机组设计标准，汽轮机真空低。根据汽轮机制造厂说明书，汽轮机应严格按照真空接带负荷，降低了机组的运行经济性，严重制约了我厂的发电能力。
三、面对这一制约我厂发电生产的瓶颈问题，我厂凝汽器由于采用的是对分双流程结构，曾采用在机组运行时将机组减负荷对凝汽器水侧停运半侧进行干洗的方法，清扫凝汽器管束，由于停运的半侧凝汽器管束无水通过，在汽轮机排汽热量的加热下，使附着在管束内壁的污垢龟裂，然后再次投入循环水时，将龟裂的污垢冲掉，减小了换热热阻，但干洗只能清除附着在管束内壁的泥砂污垢，而对于水质硬度大而产生的化学物质硬垢，由于硬垢层已与管束内壁固化成一体，几乎清不掉，所以凝汽器干洗后真空只能略微上涨。
四、凝汽器干洗无法清除化学物质硬垢，所以在每年四、五月份我厂发电供热高峰结束后，厂里采取对凝汽器管束内注入一定浓度的盐酸进行酸洗这一化学方法，通过化学反应来清除管束内壁的垢层。在酸洗前，需要对凝汽器水侧管道割断后加装堵板，将凝汽器水侧与外界隔绝，酸洗后再拆除堵板恢复至原状态，职工劳动强度很大；酸洗二、三个月后，凝汽器水侧出入口温差开始减小，端差开始增大，一次酸洗后根本无法满足汽轮机长期运行的真空需要，有时一年之内甚至需要酸洗两次；凝汽器频繁的酸洗也造成了端板、管板的腐蚀，凝汽器水侧放空气管的弯头就多次出现由于化学反应造成弯头泄漏，对设备产生了不利的影响。
五、管束内个别的管子由于被垢层和杂物堵住，最终导致管子通流部分被彻底堵死，不再通水，我厂曾采用在机组停运期间，利用高压射流清洗机对每根管子逐一疏通的方式进行清扫，也采用过将凝汽器端板拆下，利用长钢钎每根管子逐一疏通的方式进行清扫，3#机凝汽器共有6280根管，清扫工作量可见之大。
六、2013年，我厂经技术论证，决定对3#汽轮机凝汽器上马一套凝汽器胶球清洗系统，通过性价比比较，采用了青岛华泰电力设备有限公司生产的成套设备。整套胶球系统是由清洗碟阀、二次滤网，收球网、收球网板操作机构、胶球泵、装球室、分汇器、胶球管路、电控箱组成。2013年6月，3#汽轮机停运后，首先对凝汽器管束采取酸洗的方法清除管束内壁的垢层，以防已存在的垢层导致管束内径减小，胶球无法通过或卡涩胶球。酸洗完毕后，在设备制造厂的指导下，由我厂自主对整套设备进行安装，为防止胶球在凝汽器水室内边角处积球造成收球率低，在第一流程出口水室里加装了导流板，以便从第一流程出口的胶球顺利折返至第二流程。2013年8月，对安装后的胶球系统进行试运，我厂凝汽器管束规格为￠25×0.5和￠25×0.7两种规格，那么管束的内径为24mm和23.6mm，所以向胶球系统投入了￠24的软质胶球，在试运时发现，收球率不稳定，时高时低，收球率做为胶球系统运行是否正常的一项指标，如果不合格，胶球系统将无法运行，鉴于此情况，决定将凝汽器人孔门打开，查看积球情况，查找异常原因。打开第一流程出口水室人孔门后发现，水室存在积球现象，大量管束内的圆筒形状的垢层被胶球带出，通过这一现象可看出，凝汽器酸洗时根本无法将硬垢层完全彻底清除，通过一段时间反复试运和对胶球带出的硬垢清理，收球率逐渐提高，收球率达到95%以上的设计目标，胶球系统正式随机组同步运行。
七、通过我厂胶球系统的试运和运行情况看我厂也总结了一些经验，胶球系统应随汽轮机投运时和凝汽器管束有更换机会时同步上马，这时凝汽器管束内壁是完全清洁的。我厂在切换时发现碟阀切换杆既使加上一段套管人力都很难控制，所以设备制造厂应充分考虑这一设计不足，比如采用蜗轮蜗杆啮合等机械控制机构，增强对切换阀杆控制的灵活性；我厂在胶球系统投运一段时间后，收球率突然降低，循环水泵出口水压上升，检查发现清洗碟阀的切换杆锁定销折断，清洗碟阀几乎全部关闭，我厂对该处问题处理后，收球率恢复至正常。说明切换杆锁定销强度不够，制造厂应增强锁定销强度；二次滤网的过滤网眼应在满足循环水流量的情况下，尽量小一些，真正起到对杂物的过滤作用，避免杂物进入到凝汽器管束内堵塞管束。
八、我厂凝汽器管束由化学清洗向物理清洗转变，结束了凝汽器酸洗的种种不足和带来的弊端。我厂4#汽轮机与3#汽轮机型号完全相同，两台机组在相同的发电负荷下，3#机比4#机的真空高约7kPa左右，按行业的经验数据，真空每高1kPa，发电煤耗可降低约2克，这样我厂3#机每发一度电，就可相对于历史同期节煤14克左右。经济效益相当可观。所以胶球系统的上马使用是一项投资省、见效快，经济效益巨大的好项目。值得在所有应用汽轮机的行业推广。
九、结束语：凝汽器胶球清洗系统的投入从根本上解决了管束内壁结垢问题，减小了凝汽器端差，提高了凝汽器真空，使汽轮机始终处于高真空运行，减少了全厂的燃煤消耗，从该系统的投入成本和创造效益看，是一项性价比高很高的项目。
【关键词】凝汽器 胶球清洗
一、胶球清洗技术最早是由德国达极公司于1949年研制成功，该技术问世后的60多年中，胶球清洗技术在全球各个行业进行推广应用。目前凝汽器胶球清洗系统是汽轮机在使用过程中的一个标准配置，由于汽轮机具有体积小，驱动力大，可长周期稳定运行等优点，在电力、化工、冶金等行业广泛使用。汽轮机的凝汽器在使用时需要大量的循环水来对汽轮机的排汽进行冷却，循环水水质硬度大、水中含有泥砂、水中微生物等因素，都会造成凝汽器管束内壁长周期运行后结垢，由于垢层的导热系数只有3～5W/m.℃，而凝汽器紫铜管的导热系数为398W/m.℃，所以垢层导热系数与换热管束的导热系数相比要小得多，因此哪怕薄薄的垢层也会产生很大的热阻，严重影响换热。凝汽器胶球清洗是利用直径比换热管束内径略大的软质弹性胶球，在循环水压力作用下，进入凝汽器管束，紧贴管束内壁流动，对管束内壁起到擦洗作用，将管束内壁清洗干净，保持管束内壁始终处于清洁状态，达到良好的换热效果。
二、黑龙江龙煤集团鹤岗分公司热电厂3#汽轮机是由哈尔滨汽轮机厂生产的C50—8.83/0.118型机组，1998年投产发电。近年来，由于厂用水采用煤矿矿井疏矸水，水质硬度大，导致凝汽器运行时管束内壁结垢严重，汽水换热不良，凝汽器循环水出入口温差只有几度，而凝汽器端差可高达二十多度，大幅度超过机组设计标准，汽轮机真空低。根据汽轮机制造厂说明书，汽轮机应严格按照真空接带负荷，降低了机组的运行经济性，严重制约了我厂的发电能力。
三、面对这一制约我厂发电生产的瓶颈问题，我厂凝汽器由于采用的是对分双流程结构，曾采用在机组运行时将机组减负荷对凝汽器水侧停运半侧进行干洗的方法，清扫凝汽器管束，由于停运的半侧凝汽器管束无水通过，在汽轮机排汽热量的加热下，使附着在管束内壁的污垢龟裂，然后再次投入循环水时，将龟裂的污垢冲掉，减小了换热热阻，但干洗只能清除附着在管束内壁的泥砂污垢，而对于水质硬度大而产生的化学物质硬垢，由于硬垢层已与管束内壁固化成一体，几乎清不掉，所以凝汽器干洗后真空只能略微上涨。
四、凝汽器干洗无法清除化学物质硬垢，所以在每年四、五月份我厂发电供热高峰结束后，厂里采取对凝汽器管束内注入一定浓度的盐酸进行酸洗这一化学方法，通过化学反应来清除管束内壁的垢层。在酸洗前，需要对凝汽器水侧管道割断后加装堵板，将凝汽器水侧与外界隔绝，酸洗后再拆除堵板恢复至原状态，职工劳动强度很大；酸洗二、三个月后，凝汽器水侧出入口温差开始减小，端差开始增大，一次酸洗后根本无法满足汽轮机长期运行的真空需要，有时一年之内甚至需要酸洗两次；凝汽器频繁的酸洗也造成了端板、管板的腐蚀，凝汽器水侧放空气管的弯头就多次出现由于化学反应造成弯头泄漏，对设备产生了不利的影响。
五、管束内个别的管子由于被垢层和杂物堵住，最终导致管子通流部分被彻底堵死，不再通水，我厂曾采用在机组停运期间，利用高压射流清洗机对每根管子逐一疏通的方式进行清扫，也采用过将凝汽器端板拆下，利用长钢钎每根管子逐一疏通的方式进行清扫，3#机凝汽器共有6280根管，清扫工作量可见之大。
六、2013年，我厂经技术论证，决定对3#汽轮机凝汽器上马一套凝汽器胶球清洗系统，通过性价比比较，采用了青岛华泰电力设备有限公司生产的成套设备。整套胶球系统是由清洗碟阀、二次滤网，收球网、收球网板操作机构、胶球泵、装球室、分汇器、胶球管路、电控箱组成。2013年6月，3#汽轮机停运后，首先对凝汽器管束采取酸洗的方法清除管束内壁的垢层，以防已存在的垢层导致管束内径减小，胶球无法通过或卡涩胶球。酸洗完毕后，在设备制造厂的指导下，由我厂自主对整套设备进行安装，为防止胶球在凝汽器水室内边角处积球造成收球率低，在第一流程出口水室里加装了导流板，以便从第一流程出口的胶球顺利折返至第二流程。2013年8月，对安装后的胶球系统进行试运，我厂凝汽器管束规格为￠25×0.5和￠25×0.7两种规格，那么管束的内径为24mm和23.6mm，所以向胶球系统投入了￠24的软质胶球，在试运时发现，收球率不稳定，时高时低，收球率做为胶球系统运行是否正常的一项指标，如果不合格，胶球系统将无法运行，鉴于此情况，决定将凝汽器人孔门打开，查看积球情况，查找异常原因。打开第一流程出口水室人孔门后发现，水室存在积球现象，大量管束内的圆筒形状的垢层被胶球带出，通过这一现象可看出，凝汽器酸洗时根本无法将硬垢层完全彻底清除，通过一段时间反复试运和对胶球带出的硬垢清理，收球率逐渐提高，收球率达到95%以上的设计目标，胶球系统正式随机组同步运行。
七、通过我厂胶球系统的试运和运行情况看我厂也总结了一些经验，胶球系统应随汽轮机投运时和凝汽器管束有更换机会时同步上马，这时凝汽器管束内壁是完全清洁的。我厂在切换时发现碟阀切换杆既使加上一段套管人力都很难控制，所以设备制造厂应充分考虑这一设计不足，比如采用蜗轮蜗杆啮合等机械控制机构，增强对切换阀杆控制的灵活性；我厂在胶球系统投运一段时间后，收球率突然降低，循环水泵出口水压上升，检查发现清洗碟阀的切换杆锁定销折断，清洗碟阀几乎全部关闭，我厂对该处问题处理后，收球率恢复至正常。说明切换杆锁定销强度不够，制造厂应增强锁定销强度；二次滤网的过滤网眼应在满足循环水流量的情况下，尽量小一些，真正起到对杂物的过滤作用，避免杂物进入到凝汽器管束内堵塞管束。
八、我厂凝汽器管束由化学清洗向物理清洗转变，结束了凝汽器酸洗的种种不足和带来的弊端。我厂4#汽轮机与3#汽轮机型号完全相同，两台机组在相同的发电负荷下，3#机比4#机的真空高约7kPa左右，按行业的经验数据，真空每高1kPa，发电煤耗可降低约2克，这样我厂3#机每发一度电，就可相对于历史同期节煤14克左右。经济效益相当可观。所以胶球系统的上马使用是一项投资省、见效快，经济效益巨大的好项目。值得在所有应用汽轮机的行业推广。
九、结束语：凝汽器胶球清洗系统的投入从根本上解决了管束内壁结垢问题，减小了凝汽器端差，提高了凝汽器真空，使汽轮机始终处于高真空运行，减少了全厂的燃煤消耗，从该系统的投入成本和创造效益看，是一项性价比高很高的项目。