凝汽器胶球清洗装置是提高汽轮机效率的有效方法。介绍了胶球清洗装置的工作过程、结构及各部件的作用;分析了电厂凝汽器胶球收球率低的原因，从改善系统密封性及改进搀作等方面提高收球率，提高了凝汽器的清洁度和效率。
关键词：凝汽器;胶球清洗装置，收球率安徽华电宿州发电厂2台600MW机组的凝汽器采用哈尔滨汽轮机厂生产的双背压、双壳体双进双出、双流程、表面式凝汽器，并采用生产的胶球清洗装置。由于多方面原因，投产近1年来，胶球收球率很不稳定，高时仅收球80%。
胶球清洗装置系统由装球室、循环单元（包括胶球泵）、收球器（网）、阀门管道及自动控制部分组成（见图1）。清洗时先把密度（湿态）与循环水相近的海绵橡胶球装入装球室，其数量约等于每个流程中不锈钢管数的7%〜13%,湿态球直径比铜管内径大1〜2mm；然后启动循环单元的胶球泵，胶球就在比循环水进口压力略高一点的水流带动下，通过输球管进入凝汽器的进口管，与通过二次滤网来的主循环水混合，并进入凝汽器的前水室。海绵球随水流从冷凝管流出，经收球网把球收回，进入收球网的网底，通过引出管又把球吸收到胶球泵，随后又打入装球室，依次再循环。
由于海绵球是多孔柔软的弹性体，在循环水进、出口压差的作用下进入凝汽器铜管。在铜管中海绵球呈卵形，与冷凝管内壁有整圈接触，这样在胶球经过冷凝管时，就把冷凝管的内表面擦洗了一次，使凝汽器冷却面达到了清洗的目的口勺。
2.1胶球清洗胶球
胶球是整个清洗系统中重要的一部分，所选胶球的直径必须大于冷凝管的内径，如果胶球尺寸不够大，将起不到任何清洗作用。
2.2收球装置
安装于凝汽器的循环水冷却水出水管中，其功能是将胶球从冷却水中分离，完成收球器自动反洗和保证系统正常运行。收球器主要部件有收球网、导流板、收球器和驱动机构等。椭圆形收球网将胶球引至出球管管口。收球网的倾斜角度根据冷却水管中水量及导流板状况而定。收球网由垂直格栅构成，这样可得到较高的表面强度。导流板可产生涡流，在避免杂质滞留网板外围的同时，将清洗球引至出球管。驱动机构由推力齿轮构成，用于调节收球网位置。当正常进行胶球循环时，收球网板覆盖整个管道横截面，用于隔离胶球和冷却水。当进行反洗时，收球网板基本垂直于水流方向，冷却水从后部反洗收球网,将网板上的杂质冲洗干净。如果驱动机械损坏或发生程控电路故障，则可通过手轮将网板调至运行位及反洗位。
2.3压差测系统
通过持续测量收球网板的压差值（△/＞）来监测网板上的杂质量。如果因出现程控故障而使压差值跌至运行中监测限值以下时，则控制器将发岀相关信号。如果压差值达到“集球/网板反洗”限值时，则系统将自动启动集球；集球完毕后，网板转至反洗位。如果反洗后压差低于集球/网板反洗限值，则表示反洗成功，系统将继续进行清洗运行。如果集球时压差上升，并达到了压差的高限值时，则控制系统将立即启动网板的反洗，以避免收球网的损坏，同时发出报警信号。
2.4循环单元
循环单元由相关部件和阀门组成，主要设备有胶球循环泵、集球器和胶球循环管等，用于输送、收集和替换胶球。胶球循环泵从收球器抽取胶球，并将其输送至注球管。此过程中，胶球泵需要克服收球器与注球管之间的压差，以及循环单元（包括管道）中的压力损失。胶球循环泵是双通道离心泵，其主轴由一个永久润滑的凹槽滚珠轴承支撑，轴密封采用机械密封形式。胶球循环泵的叶轮采用特殊设计，能保证在泵的高效运转下不至于在运行过程中造成胶球损伤。
2.5集球器
集球器的作用是换球、集球和放球。加球或取球时必须先关闭位于集球器出、入口的隔离阀,打开顶盖即可加球或取球。当胶球泵关闭时，集球器的逆止阀可防止胶球的回流。当集球器处于运行位时，切换阀打开，胶球连同冷却水进入集球器，从出水口流出。当集球器处于集球位时，切换阀关闭，水流经集球篮网孔流出，而胶球留在网篮上。
3胶球收球率低的原因
（1）收球活动网板的执行机构经常关不到位。胶球清洗系统的收球活动网板采用倒v字形结构，其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。销轴与销孔为线接触，回转范围很小，且不易调整，长时间运行后磨损量较大，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。当壳体与内壁缝隙大于14mm,将造成跑球。
（2）本厂选用的胶球干态直径23.5mm,经7天乃至20天的浸泡后，仍有大量的球浮在水面上，质量较差。因此当胶球进入凝汽器水室后，大量的球处在水室顶部，不能进入回水管中。漂浮在水室上部的胶球大量积聚在放空气管道内，在开启水室顶部放空气门时，经常有大量胶球跑出。
（3）循环水携带杂物堵塞擬汽器钢管。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浪型PVC塑料填料。冬天气温偏低（低一10P左右）时，淋水填料底面大量挂冰，造成大面积破碎脱落。另外，由于冷却塔水泥构件表面剥落，使大量的水泥、石子及淋水填料进入循环水中，造成凝汽器铜管堵塞，致使胶球累积在铜管入口处。
集球器关闭不严,胶球从缝隙中跑出清洗系统而散失到循环水中。胶球清洗装置电动门和手动球阀已多次发生关闭不严，造成系统无法隔离。其原因是球阀密封垫片直径太大，经常关不到位卡住，造成密封垫片损坏，严重时还损坏阀芯。
凝汽器冷却水水室结构不合理，其四角为直角，循环水在此处极易形成涡流。胶球到此部位时就地打旋，不能进入胶球回收管道。
将活动收球网板曲柄连杆调整螺栓向两侧伸长，使阀门关闭力矩增大，减少了活动收球网板与循环水管壁产生缝隙的可能；或者将活动收球网板电动头摇紧，将活动收球网板驱动机构转轴摇进10-15mm后，收球率达到正常。
要求胶球形状规则(圆形)，湿态直径比管内径大1〜2mm,孔隙大小均匀，孔与孔之间相通。在投运前，要使胶球预先浸水7天，吸水后应不变形，不变质，湿态胶球不浮在水面上。
循环水水室顶部放空气管道内加装滤网，放水门前装放空气针形阀。在每根循环水水室顶部放空气管道截止门前加装直径d=5〜10mm放空气针形阀，正常运行中保持适度开启，以防止空气在凝汽器顶部积聚。
大、小修时彻底清理循环水水室内杂物，水塔放水后彻底清理水塔内破损填料及石子等杂物，补充更换水塔内部破损填料。
启闭器冬季尽量不操作，需人为调节水塔水温时，只需开启水塔回水旁路电动门即可。尽量减少水塔因启闭器频繁开关造成水塔大量挂冰、落冰，造成水塔填料严重破损现象的发生。环境温度降至0P以下时，启闭器不要操作。
集球器关闭不严时应及时隔离系统，修理好集球器。
检修好胶球清洗装置电动门和手动球阀等关闭不严的阀门，及时更换电动门和手动球阀等的密封垫片。在胶球清洗装置电动门后加装手动闸阀，以确保运行中能在电动门关闭不严时进行手动门隔离检修。
在凝汽器前、后水室四角加装导流板，使其圆滑，消除死角。焊接时不得留有大于3mm的缝隙。
胶球正常投球量为凝汽器单侧单流程冷却管根数的7%〜13%,根据胶球循环一次所需时间的长短,取下限或上限或其接近值。凝汽器在主凝结区共安装了30812根直径d=25mm、壁厚为0.5mm、L=13078mm的TP316不锈钢管,5416根直径d=25mm、壁厚为0.7mm、L=13078mm的不锈钢管安装在空冷区和顶部三排及通道侧。冷却管总根数为37228根，所以单侧凝汽器正常投球量应为650-1200只之间。胶球循环一次的时间一般为30s.
胶球补充周期为胶球清洗装置系统累计运行7次(每周1次)，也可根据本单位具体情况不同调整补充周期。
根据国产球使用统计，胶球更换周期为胶球自动清洗系统累计运行60次(两月1次)。
另外，在水中浸泡一段时间后，个别胶球可能胀大过多,致使直径超标，应及时换掉，以防冷却管被堵。
使用时湿态胶球直径一般比冷却管内径大1.0〜2.0mm。冷却管有两种规格时，以小规格的一种为准，冷却管口加装套管口则以套管为准选择胶球。胶球清洗系统每天定期清洗，并保证2h清洗时间。发现胶球磨损严重，湿态直径小于24mm或失去弹性时，应及时更换新球。
因本厂选用的胶球非常难于浸泡。经7天乃至20天的水下浸泡后，仍有大量的球浮在水面上，故每次加球均需先浸泡7天以上。加球时先关闭集球器电动门，再将胶球装入装球室内，关闭并旋紧装球室上盖。注水放气后，开启胶球泵出口电动门、装球室出口至凝汽器隔离电动门，启动胶球泵连续运行4~8h,闷打胶球，充分浸泡胶球。闷打胶球完毕，将循环水A、B侧前、后水室放空气管道逐个稍稍开启，排除系统内积存的空气。如果已在放水门前装放空气针形阀，此项操作可取消。否则每次胶球投运前均应排放凝汽器水室内积存的空气，然后再开启集球器电动门,将胶球系统连续运行8~12h,使胶球不断通过凝汽器钢管挤压排除胶球内空气。经过上述操作后，几乎所有的胶球均能沉入水中。
胶球清洗装置系统操作好能由人负责，是保证能够成功收球的好办法。另外，如能购买胶球压球机，可避免了泡球、闷打等许多繁琐的操作。
经改进后，2台机组凝汽器胶球回收率达98%以上;凝汽器端差较以前大幅度降低，基本上保持在4K以下。
凝汽器胶球清洗装置系统是减小凝汽器端差、提高汽轮机循环热效率和降低发电煤耗的有效手段，为此，提高凝汽器胶球清洗系统收球率是很有现实意义的。
凝汽器胶球清洗装置技术的新发展，三代收球网与二次滤网的研制开发口丄热力发电，考虑到4号机凝汽器铜管结垢与腐蚀均已经非常严重，直接采取更换铜管的方式处理。
1~3号机组凝汽器铜管清洗成膜后，表面清洁耐腐，传热效率提高，凝汽器端差平均下降3K,真空度提高，从而确保机组的安全运行，提高发电效率，并延长了铜管使用寿命。若采用更换铜管的方式，仅凝汽器铜管费用就高达100多万元/台，而酸洗费用只有5万元/台。
凝汽器端差每降低1K,汽轮机热效率可提高0.35%。汽轮机满负荷运行时约需蒸汽240t/h,需耗煤33t,煤价按500元/t计，每台机组每年运行约8000h,则3台机组可节约33X5OOX10"X8000X0.35%X3X3=415.8万元/年。
