凝汽器膠球清洗裝置系統構成及工作原理
目前,清洗凝汽器銅管的方法很多，比如機械清洗、酸洗、通風(fēng)干燥法、反沖洗法等，但此類(lèi)方法大多需停機處理，有其一定的限制性。膠球清洗法對那些不便于停機的熱電廠(chǎng)來(lái)說(shuō)，不失為一種行之有效的方法。
從上個(gè)世紀80年代以來(lái)，凝汽器膠球清洗系統已在我國火力發(fā)電廠(chǎng)普遍存在。凝汽器是將汽輪機的排汽變?yōu)槟Y水的換熱設備。它是電站設備中汽輪機的最大一個(gè)輔機。凝汽器的前、后水室和膠球清洗裝置構成為凝汽器膠球清洗系統。膠球清洗裝置由膠球泵、裝球室、收球網(wǎng)和管道及其附件組成。清洗時(shí)把膠球投入裝球室，啟動(dòng)膠球泵，膠球便在比循環(huán)水壓力略高的壓力水流的推動(dòng)下，經(jīng)凝汽器的進(jìn)水室進(jìn)入銅管進(jìn)行清洗。由于膠球輸送管的出口朝下，所以膠球在循環(huán)水中分散均勻,使各銅管的進(jìn)球率相差不大。膠球把銅管內壁抹擦一遍，流出銅管的管口時(shí)，自身的彈力作用使它恢復原狀，并隨水流到達收球網(wǎng)，被膠球泵入口負壓吸入泵內，循環(huán)反復清洗。
該系統的功用是: 用膠球清洗凝汽器冷卻管內壁的污垢，以保證凝汽器有高的換熱效率，使凝汽器保持汽輪機經(jīng)濟運行所必需的真空，從而保證整個(gè)熱力系統的高效，提高機組的出力。膠球清洗裝置已成為凝汽器不可缺少的輔助設備。
本設計對膠球清洗裝置進(jìn)行反求設計，在現有資料的基礎上，針對現有系統的缺點(diǎn)，對膠球清洗系統進(jìn)行改進(jìn)，優(yōu)化設計。
凝汽器概述：
電廠(chǎng)凝汽器是汽輪機的重要輔助設備，是實(shí)現汽輪機熱力循環(huán)和保證工作效率的設備，其作用過(guò)程是汽輪機排氣受冷卻凝結成水，形成高度真空，使進(jìn)汽機蒸汽能膨脹到低于大氣壓力，多做功，其運行工況的正常與否，直接影響到整個(gè)機組的安全和經(jīng)濟運行。
熱電企業(yè)的凝汽式汽輪機在運行中經(jīng)常會(huì )遇到真空逐漸下將的問(wèn)題，尤其是夏季，凝汽器真空對汽輪機運行的經(jīng)濟性影響很大，如其它條件不變，真空度每變化1%，汽輪機的汽耗率平均變化1%~2%,不僅使機組能耗上升，影響機組經(jīng)濟性，還會(huì )威脅機組安全,嚴重時(shí)還要降低發(fā)電負荷。故一般規定: 排汽壓力升高到0.015Mpa時(shí)，應降低負荷，排汽壓力升高到0.03Mpa左右時(shí)，應將負荷全部卸完，直至按規定的條件實(shí)行故障停機，直接影響了企業(yè)的經(jīng)濟效益。導致真空下降的主要原因之一是凝汽器銅管內壁污垢的形成。并隨著(zhù)時(shí)間的推移逐漸加厚，阻隔了換熱。傳統的方法是停機全面化學(xué)清洗或進(jìn)行凝汽器半面交替清洗、加阻垢劑。
汽器銅管內水垢生成的原因及危害
一般電廠(chǎng)多采用井水、河水和海水作為循環(huán)水，這些天然水中原來(lái)就含有能溶解在水中的雜質(zhì)和鹽類(lèi)，例如重碳酸鈣鹽和重碳酸鎂鹽。把這樣的天然水作為循環(huán)水時(shí)，日久天長(cháng)，由于燕發(fā)損失，要產(chǎn)生濃度，當濃度到一定程度，超過(guò)了它的溶解度時(shí)，碳酸鹽是不能镕于水的沉淀物，水中超過(guò)了此限度的部分鹽類(lèi)就要沉積在凝汽器的銅管內壁結成硬質(zhì)的鹽垢。根據流休力學(xué)原理，循環(huán)水在銅管內流動(dòng)分為層流和絮流兩種基本形式。銅管內流動(dòng)的循環(huán)冷卻水在外力作用下，以不同的流速流過(guò)銅管內同一斷面，緊貼管壁的一層，流速很慢(稱(chēng)為: 邊界滯留層)。水中的CaCO3和粘垢最易滯留在銅管內壁上,形成邊界滯留層。據相關(guān)資料介紹，水冷設備換熱器中水垢厚度>2.16時(shí)，傳熱系數平均下降51%，設備運行效率下降50%，而形成水垢時(shí)間僅25 天。如此短時(shí)間內造成的嚴重危害，導致凝汽器長(cháng)期處于低效率中運行。
傳統清洗方法的缺陷
為解決水垢問(wèn)題，一部分企業(yè)采用停機清洗，依據凝汽器銅管內壁結垢的嚴重程度安排清洗次數。以停機四天計: 5 萬(wàn)KW 機組為例，損火上百萬(wàn)，還要支付人工.費用。硬垢J 酸洗,即使處理得當，也要嚴重影響銅管的使用壽命，還不算酸帶來(lái)的污染問(wèn)題。清洮完成后又怎樣呢? 只能保持一個(gè)月左右，還過(guò)不了夏季; 另一部分企業(yè)在水中加阻垢劑，也能延遲結垢，但阻垢劑價(jià)格昂貴導致成本太高。
凝汽器膠球清洗裝置概述：
膠球清洗裝置是汽輪機發(fā)電機組在運行中對凝汽器冷卻管進(jìn)行有效清洗的設備。該裝置使用性能的好壞，直接影響到凝汽器的清潔程度和傳熱效率。該裝置的適用范圍相當廣泛，它不僅適用于汽輪機的凝汽器，同樣也適用于石油、化工等單位的固定管板式熱交換器的冷卻管清洗，在連續工作不降低負荷的情況下，該裝置可隨時(shí)投入使用，始終保障冷卻管的清潔狀態(tài)，延長(cháng)冷卻管的使用壽命，減輕勞動(dòng)強度，已成為提高電廠(chǎng)經(jīng)濟效益，保障凝汽器安全運行不可缺少的必備裝置。
膠球清洗系統由兩次濾網(wǎng)、收球網(wǎng)、裝球室、膠球泵、分匯器、閥門(mén)、管路和電器控制裝置構成。
凝汽器膠球清洗裝置工作原理：
選用合適的海綿膠球，球的濕態(tài)直徑比冷卻管內徑略大一點(diǎn)(約1-2m)，且濕態(tài)比重和水相近。將膠球從裝球室手孔處投入裝球室內，數量為凝汽器進(jìn)水室銅管數的10%左右。然后啟動(dòng)膠球泵，打開(kāi)系統兩端球閥，膠球就在次循環(huán)水進(jìn)口壓力略高一些的水流帶動(dòng)下，進(jìn)入凝汽器水室。因膠球是一個(gè)多微孔柔軟的彈性體，在循環(huán)水進(jìn)出口壓力差的作用下被擠壓通過(guò)冷卻管，冷卻管內徑進(jìn)行一次抹擦，使管內壁污垢隨水流帶出，膠球、循環(huán)水經(jīng)過(guò)水管進(jìn)入收球網(wǎng)，在收球網(wǎng)板的阻攔下，把膠球分離出來(lái)，由膠球泵抽出重新回到膠球室，如此反復、循環(huán)往復對凝汽器冷卻管實(shí)現連續清洗。
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