凝汽器海绵胶球清洗端差过高的原因分析及循环水二次滤网堵塞处理

凝汽器海绵胶球清洗端差过高的原因分析及循环水二次滤网堵塞处理

通过对热电厂200MW#1机组凝汽器海绵胶球端差过高的原因进行分析，通过对凝汽器换热钢管进行高压清洗；循环水二次滤网增大通流截面，改造排污装置；倒“V”活动式收球网进行改造,提高收球率等措施有效地解决了凝汽器端差过高的问题，改造效果显著。

凝汽器；端差；高压海绵胶球清洗；二次滤网；收球网

胶球清洗设备概述及存在的问题

我厂机组采用的是V型表面式凝汽器，共计两台。主要用途是在汽轮机排汽口建立和保持一定的真空，同时将排汽凝结成水并除去其中的部分氧气重新为锅炉给水，使进入汽轮机的蒸汽膨胀到尽可能低的冷端压力，增加汽轮机中的理想热降，提高循环热效率。

凝汽器压力下的饱和温度（凝结水温）与循环冷却水出口温度之差称为端差。端差越大凝汽器的真空就越低，而汽轮机真空下降即排汽压力升高可用焓降减小就会降低汽轮机组的输出功率。排汽温度过高又可能引起凝汽器钢管松弛破坏严密性还可能使排汽缸轴承座受热膨胀引起中心变化产生振动以及排汽容积流量减小对末几级叶片不利。理论上，端差越低越小，但实现困难，实际上综合有关指标，确定出＜经济控制指标。我厂机组运行一段时间以来，凝汽器端差一直偏大，在内变动，严重影响了汽轮机运行的安全，降低了汽机的经济性。机组凝汽器端差见表。

表1#1机组凝汽器端差

凝汽器海绵胶球清洗端差过高的原因分析

凝汽器换热钢管结垢、堵塞严重,现场检查凝汽器换热钢管水侧结垢严重，并有大量污泥积存，通过对换热钢管进行取样化验，换热钢管结垢量平均值为＞规定值，个别换热钢管被各种悬浮物、胶球堵塞。换热钢管水侧结垢、大量积存的污泥及其它悬浮物，极大地降低了钢管的换热效果，进而使端差增大。

循环水二次滤网堵塞严重

现场检查从图可以看出二次滤网被水塔填料碎片、塑料膜等堵塞严重。对二次滤网排污装置运行情况检查，当旋转刮板将滤网上的杂物刮下后，通过排污管将杂物排出，图看出排污管排污过程为逆流而行，由于循环水的冲击，造成排污管排污不畅，排污效果明显减弱，导致二次滤网被杂物堵塞严重，达到通流截面，导致循环水过水量不足，压力降低。如果机组的负荷高，势必会导致排气量的增大，如果此时水量少了，肯定会引起排汽温度的升高，而一定量的循环水它的吸热能力是一定的是有限的，如果严重的话甚至会有溶于水的气体析设备运维出，这样无疑会使水侧换热效果变差，致使出水温度较此时真空对应下的排气温度相差很多，端差变大。

图1二次滤网堵塞 图2二次滤网排污装置

海绵胶球收球率过低

我厂每台汽轮机凝汽器循环水系统配置有两套运行的胶球清洗装置，胶球清洗装置收球网为倒“V”活动式收球网，由两片网板组成，顶部为迎水端，网板将整个管道截面完全遮拦。每片网板底部设有胶球出球口，胶球经此出球口引出至循环单元。每片网板由一根转轴驱动，在非运行工况时可旋转至一定角度，形成与水流方向略微倾斜的型结构，此时水流对网板进行反冲洗，可去除网板上的杂质，运行时网板转回至倒“V ”。现实生产中我厂机运行期间收球率仅达到，经现场收球网管段开盖检查，发现以下问题悬臂梁问题突出。网板弹性变形。传动机构窜动。

收球网跑球严重致使收球率过低，终导致换热钢管不能在运行中正常的进行胶球冲洗，换热钢管结垢、堵塞严重，换热效果降低，端差增大。

改进措施，换热钢管进行高压清洗

利用机组停机检修机会，采用高压技术清洗凝汽器钢管内的结垢及杂物。高压清洗技术，它是将低压清水经高压泵升压后，输入高压软管，由喷嘴上的孔将高压水转变成高速水流，来冲击凝汽器冷却钢管内表面的污垢，并利用喷水方向偏后的反作用推动喷嘴带动软管向前运动，达到整根冷却钢管清洗的目的。高压清洗凝汽器钢管后，换热钢管水侧管壁洁净度可达到，清洗后效果显著。

二次滤网及排污装置改造，增大二次滤网通流截面

确定改造方案，见图。现场进行实施，拆除旧的二次滤网及排污装置，安装新滤网及排污装置。排污装置运行原理：电机转动通过传动轴带动涡轮传动，涡轮带动旋转刮板轴及刮板旋转将二次滤网上的杂物刮下，通过排污管顺流排入收集室定期清理。改造后，通流面积是原有通流面积的倍，凝汽器进水压力降低，凝汽器回水压力升高，循环水水量达到设计要求，提高凝汽器循环水进水压力。

图3收球网改造方案示意图

对收球网进行改造,提高收球率

针对收球网跑球严重问题，我们将倒“V”活动式收球网改为曲柄连杆（旋摆自锁）式收球网。该收球网是在倒“V”活动式收球网基础上将传动方式设计为四杆结构。该机构设计自由度为这样曲柄按一个独立运动规律绕固定轴回转运动时，连杆带动网板在规定的旋摆角度左右的两个极限位置旋摆既可靠地实现收球工况功能，又能可靠的实现反冲洗工况功能。网板旋摆到左极限位置为运行工况时胶球从底部引出口引出网板旋摆到右极限位置为反冲洗工况时网板与水流平行，对网板进行反冲洗及减少水阻。在两个极限位置曲柄与连杆共线，为机构死点位置，利用其进行自锁。此时，不论网板上作用多大力，其位置不变，可靠地实现收球和反冲洗功能。改造前、后收球率调查表。它具有以下三个特点：

   受力合理，收球网的各工况都由网板底端的旋摆机构来实现，传动轴与承重轴分开，收球工况时网板呈稳定的三角形，彻底解决了悬臂梁问题，受力非常合理，密合力大。

   网板不变形，网板采用钢结构框架上铺楔形焊接网，钢性强，不受损。旋摆机构无论在任何工况下都对网板实行自锁，因此承重轴的磨损非常小，不会产生任何变形。

   传动机构稳定，受力合理，网板自锁，不论对网板作用多大的力，网板都不发生弹性变形，位置不变；传动机构带动网板到位准确，限位准确，输入量与输出量对应关系准确可靠，传动机构不磨损，因此不会产生间隙而导致漏球。曲柄连杆（旋摆自锁）式收球网特点示意图见图4。

图4曲柄连杆（旋摆自锁）式收球网特点示意图

实施前后效果

采取上述措施后，换热钢管水侧管壁洁净，提高了循环水的水量和压力，胶球收球率达到了标准，凝汽器换热效果大大的提高，端差明显的降低。改进前、后的凝汽器端差效果对比见表。

表2改进前、后的凝汽器端差效果对比

通过分析、查找原因、及时改造有效的解决我厂机组凝汽器海绵胶球清洗端差过高的问题，取得良好的效果，为机组的安全、经济运行发挥了重要作用。同时为不同类型凝汽器海绵胶球清洗端差过高的问题提供了可以借鉴的经验。