【摘 要】鶴崗熱電廠凝汽器由于管束結(jié)垢，嚴(yán)重制約了發(fā)電生產(chǎn)，雖采取過(guò)各種措施，但都未能從根本上解決問題。凝汽器膠球清洗系統(tǒng)的投入可使凝汽器管束長(zhǎng)期保持清潔，從而實(shí)現(xiàn)了發(fā)電機(jī)組的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

【關(guān)鍵詞】凝汽器 膠球清洗

一、膠球清洗技術(shù)最早是由德國(guó)達(dá)極公司于1949年研制成功，該技術(shù)問世后的60多年中，膠球清洗技術(shù)在全球各個(gè)行業(yè)進(jìn)行推廣應(yīng)用。目前凝汽器膠球清洗系統(tǒng)是汽輪機(jī)在使用過(guò)程中的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)配置，由于汽輪機(jī)具有體積小，驅(qū)動(dòng)力大，可長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行等優(yōu)點(diǎn)，在電力、化工、冶金等行業(yè)廣泛使用。汽輪機(jī)的凝汽器在使用時(shí)需要大量的循環(huán)水來(lái)對(duì)汽輪機(jī)的排汽進(jìn)行冷卻，循環(huán)水水質(zhì)硬度大、水中含有泥砂、水中微生物等因素，都會(huì)造成凝汽器管束內(nèi)壁長(zhǎng)周期運(yùn)行后結(jié)垢，由于垢層的導(dǎo)熱系數(shù)只有3～5W/m.℃，而凝汽器紫銅管的導(dǎo)熱系數(shù)為398W/m.℃，所以垢層導(dǎo)熱系數(shù)與換熱管束的導(dǎo)熱系數(shù)相比要小得多，因此哪怕薄薄的垢層也會(huì)產(chǎn)生很大的熱阻，嚴(yán)重影響換熱。凝汽器膠球清洗是利用直徑比換熱管束內(nèi)徑略大的軟質(zhì)彈性膠球，在循環(huán)水壓力作用下，進(jìn)入凝汽器管束，緊貼管束內(nèi)壁流動(dòng)，對(duì)管束內(nèi)壁起到擦洗作用，將管束內(nèi)壁清洗干凈，保持管束內(nèi)壁始終處于清潔狀態(tài)，達(dá)到良好的換熱效果。

二、黑龍江龍煤集團(tuán)鶴崗分公司熱電廠3#汽輪機(jī)是由哈爾濱汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的C50—8.83/0.118型機(jī)組，1998年投產(chǎn)發(fā)電。近年來(lái)，由于廠用水采用煤礦礦井疏矸水，水質(zhì)硬度大，導(dǎo)致凝汽器運(yùn)行時(shí)管束內(nèi)壁結(jié)垢嚴(yán)重，汽水換熱不良，凝汽器循環(huán)水出入口溫差只有幾度，而凝汽器端差可高達(dá)二十多度，大幅度超過(guò)機(jī)組設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，汽輪機(jī)真空低。根據(jù)汽輪機(jī)制造廠說(shuō)明書，汽輪機(jī)應(yīng)嚴(yán)格按照真空接帶負(fù)荷，降低了機(jī)組的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，嚴(yán)重制約了我廠的發(fā)電能力。

三、面對(duì)這一制約我廠發(fā)電生產(chǎn)的瓶頸問題，我廠凝汽器由于采用的是對(duì)分雙流程結(jié)構(gòu)，曾采用在機(jī)組運(yùn)行時(shí)將機(jī)組減負(fù)荷對(duì)凝汽器水側(cè)停運(yùn)半側(cè)進(jìn)行干洗的方法，清掃凝汽器管束，由于停運(yùn)的半側(cè)凝汽器管束無(wú)水通過(guò)，在汽輪機(jī)排汽熱量的加熱下，使附著在管束內(nèi)壁的污垢龜裂，然后再次投入循環(huán)水時(shí)，將龜裂的污垢沖掉，減小了換熱熱阻，但干洗只能清除附著在管束內(nèi)壁的泥砂污垢，而對(duì)于水質(zhì)硬度大而產(chǎn)生的化學(xué)物質(zhì)硬垢，由于硬垢層已與管束內(nèi)壁固化成一體，幾乎清不掉，所以凝汽器干洗后真空只能略微上漲。

四、凝汽器干洗無(wú)法清除化學(xué)物質(zhì)硬垢，所以在每年四、五月份我廠發(fā)電供熱高峰結(jié)束后，廠里采取對(duì)凝汽器管束內(nèi)注入一定濃度的鹽酸進(jìn)行酸洗這一化學(xué)方法，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)來(lái)清除管束內(nèi)壁的垢層。在酸洗前，需要對(duì)凝汽器水側(cè)管道割斷后加裝堵板，將凝汽器水側(cè)與外界隔絕，酸洗后再拆除堵板恢復(fù)至原狀態(tài)，職工勞動(dòng)強(qiáng)度很大；酸洗二、三個(gè)月后，凝汽器水側(cè)出入口溫差開始減小，端差開始增大，一次酸洗后根本無(wú)法滿足汽輪機(jī)長(zhǎng)期運(yùn)行的真空需要，有時(shí)一年之內(nèi)甚至需要酸洗兩次；凝汽器頻繁的酸洗也造成了端板、管板的腐蝕，凝汽器水側(cè)放空氣管的彎頭就多次出現(xiàn)由于化學(xué)反應(yīng)造成彎頭泄漏，對(duì)設(shè)備產(chǎn)生了不利的影響。

五、管束內(nèi)個(gè)別的管子由于被垢層和雜物堵住，最終導(dǎo)致管子通流部分被徹底堵死，不再通水，我廠曾采用在機(jī)組停運(yùn)期間，利用高壓射流清洗機(jī)對(duì)每根管子逐一疏通的方式進(jìn)行清掃，也采用過(guò)將凝汽器端板拆下，利用長(zhǎng)鋼釬每根管子逐一疏通的方式進(jìn)行清掃，3#機(jī)凝汽器共有6280根管，清掃工作量可見之大。

六、2013年，我廠經(jīng)技術(shù)論證，決定對(duì)3#汽輪機(jī)凝汽器上馬一套凝汽器膠球清洗系統(tǒng)，通過(guò)性價(jià)比比較，采用了青島華泰電力設(shè)備有限公司生產(chǎn)的成套設(shè)備。整套膠球系統(tǒng)是由清洗碟閥、二次濾網(wǎng)，收球網(wǎng)、收球網(wǎng)板操作機(jī)構(gòu)、膠球泵、裝球室、分匯器、膠球管路、電控箱組成。2013年6月，3#汽輪機(jī)停運(yùn)后，首先對(duì)凝汽器管束采取酸洗的方法清除管束內(nèi)壁的垢層，以防已存在的垢層導(dǎo)致管束內(nèi)徑減小，膠球無(wú)法通過(guò)或卡澀膠球。酸洗完畢后，在設(shè)備制造廠的指導(dǎo)下，由我廠自主對(duì)整套設(shè)備進(jìn)行安裝，為防止膠球在凝汽器水室內(nèi)邊角處積球造成收球率低，在第一流程出口水室里加裝了導(dǎo)流板，以便從第一流程出口的膠球順利折返至第二流程。2013年8月，對(duì)安裝后的膠球系統(tǒng)進(jìn)行試運(yùn)，我廠凝汽器管束規(guī)格為￠25×0.5和￠25×0.7兩種規(guī)格，那么管束的內(nèi)徑為24mm和23.6mm，所以向膠球系統(tǒng)投入了￠24的軟質(zhì)膠球，在試運(yùn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，收球率不穩(wěn)定，時(shí)高時(shí)低，收球率做為膠球系統(tǒng)運(yùn)行是否正常的一項(xiàng)指標(biāo)，如果不合格，膠球系統(tǒng)將無(wú)法運(yùn)行，鑒于此情況，決定將凝汽器人孔門打開，查看積球情況，查找異常原因。打開第一流程出口水室人孔門后發(fā)現(xiàn)，水室存在積球現(xiàn)象，大量管束內(nèi)的圓筒形狀的垢層被膠球帶出，通過(guò)這一現(xiàn)象可看出，凝汽器酸洗時(shí)根本無(wú)法將硬垢層完全徹底清除，通過(guò)一段時(shí)間反復(fù)試運(yùn)和對(duì)膠球帶出的硬垢清理，收球率逐漸提高，收球率達(dá)到95%以上的設(shè)計(jì)目標(biāo)，膠球系統(tǒng)正式隨機(jī)組同步運(yùn)行。

七、通過(guò)我廠膠球系統(tǒng)的試運(yùn)和運(yùn)行情況看我廠也總結(jié)了一些經(jīng)驗(yàn)，膠球系統(tǒng)應(yīng)隨汽輪機(jī)投運(yùn)時(shí)和凝汽器管束有更換機(jī)會(huì)時(shí)同步上馬，這時(shí)凝汽器管束內(nèi)壁是完全清潔的。我廠在切換時(shí)發(fā)現(xiàn)碟閥切換桿既使加上一段套管人力都很難控制，所以設(shè)備制造廠應(yīng)充分考慮這一設(shè)計(jì)不足，比如采用蝸輪蝸桿嚙合等機(jī)械控制機(jī)構(gòu)，增強(qiáng)對(duì)切換閥桿控制的靈活性；我廠在膠球系統(tǒng)投運(yùn)一段時(shí)間后，收球率突然降低，循環(huán)水泵出口水壓上升，檢查發(fā)現(xiàn)清洗碟閥的切換桿鎖定銷折斷，清洗碟閥幾乎全部關(guān)閉，我廠對(duì)該處問題處理后，收球率恢復(fù)至正常。說(shuō)明切換桿鎖定銷強(qiáng)度不夠，制造廠應(yīng)增強(qiáng)鎖定銷強(qiáng)度；二次濾網(wǎng)的過(guò)濾網(wǎng)眼應(yīng)在滿足循環(huán)水流量的情況下，盡量小一些，真正起到對(duì)雜物的過(guò)濾作用，避免雜物進(jìn)入到凝汽器管束內(nèi)堵塞管束。

八、我廠凝汽器管束由化學(xué)清洗向物理清洗轉(zhuǎn)變，結(jié)束了凝汽器酸洗的種種不足和帶來(lái)的弊端。我廠4#汽輪機(jī)與3#汽輪機(jī)型號(hào)完全相同，兩臺(tái)機(jī)組在相同的發(fā)電負(fù)荷下，3#機(jī)比4#機(jī)的真空高約7kPa左右，按行業(yè)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，真空每高1kPa，發(fā)電煤耗可降低約2克，這樣我廠3#機(jī)每發(fā)一度電，就可相對(duì)于歷史同期節(jié)煤14克左右。經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)可觀。所以膠球系統(tǒng)的上馬使用是一項(xiàng)投資省、見效快，經(jīng)濟(jì)效益巨大的好項(xiàng)目。值得在所有應(yīng)用汽輪機(jī)的行業(yè)推廣。

九、結(jié)束語(yǔ)：凝汽器膠球清洗系統(tǒng)的投入從根本上解決了管束內(nèi)壁結(jié)垢問題，減小了凝汽器端差，提高了凝汽器真空，使汽輪機(jī)始終處于高真空運(yùn)行，減少了全廠的燃煤消耗，從該系統(tǒng)的投入成本和創(chuàng)造效益看，是一項(xiàng)性價(jià)比高很高的項(xiàng)目。