膠球清洗裝置簡介
【設備簡介】
凝汽器是發電廠設備中一個非常重要的部件。從熱力學觀點來看，凝汽器在蒸汽動力裝置的熱力循環中起著冷源作用。當汽輪機的初參數不變的條件下，凝汽器溫度每降低10度，裝置效率提高3.5%，凝汽器每改變1kPa，汽輪機功率平均改變1%--2%。由於火力(核)發電廠中凝汽器管道結垢，造成冷凝管內污物堵塞，導致凝汽器的換熱效率降低，引起汽輪機排汽壓力的增加，最終導致發電機組輸出能量的損失。因此，保持凝汽器換熱管路的清潔，提高凝汽器的換熱效率。對提高整個機組的熱效率有著非常重要的影響。凝汽器膠球清洗裝置是改善凝汽器清潔度、提高汽輪發電機組熱效率的重要設備。它藉助水流的作用將直徑略大於凝汽器冷卻管內徑的清潔膠球擠過冷卻管，對冷卻管內壁進行反覆擦洗，並把雜質帶出，從而提高冷卻管清潔度，避免垢下腐蝕，延長冷卻管使用壽命。該裝置可在機組不停機、不減負荷的條件下使用。改善了凝汽器真空度和提高了汽輪機熱效率。
膠球清洗裝置系統技術指標及相應要求：
技術指標：收球率≥96%
為保證系統達到較高的收球率，進行如下的工作是必要的：
1、凝汽器水室的四角應以鋼板襯成圓角，以消除直角渦流區。在本系統投入運行前要求管束無堵塞，無結垢。
2、海綿膠球的海綿孔大小應均勻，彼此連通，無光滑表皮。浸泡在80℃水中應不老化，無疏鬆、且耐磨性好等。
3、若未安裝二次濾網裝置，要求一次濾網過濾精度不大於10×10（mm）。
4、膠球泵的安裝位置應儘可能靠近收球網，且使其入口標高低於收球網引出口。
5、膠球自動清洗系統管道的鋪設，應儘量減少彎頭的數量和鉛垂方向的改變，以減小管道水阻。
6、凝汽器冷卻管內的水流速度應保證在2.5m/s～1.7m/s之間。
7、凝汽器水室中除循環水管進、出口外，其他通往外部的管口均加裝孔徑為7×7
（mm）的網罩。水室隔板與端蓋結合嚴密無串縫，水室內不存在積球的窄縫。
概述
凝汽器膠球清洗裝置由(二次濾網)、收球網、裝球室、膠球輸送泵和電氣控制櫃等部件組成。 使用膠球清洗裝置可在機組不減負荷的情況下清洗凝汽器，提高凝汽器的傳熱效果，防止汽輪機熱效率因背壓升高而降低，同時可防止冷卻管因結垢而腐蝕，延長冷卻管的使用壽命，是節能和改善勞動條件的理想設備。
對大機組採用單元制系統即凝汽器每一側使用收球網、裝球室、膠球輸送泵各一台；對於小機組通常採用共用制系統。
膠球清洗裝置一、收球網
收球網是凝汽器進行膠球清洗過程中的關鍵組成設備之一。要維持海綿膠球對冷凝管的連續清洗，就要將膠球源源不斷地送入清洗系統中。再將清洗過冷卻管的膠球及時回收，再次用於清洗管子。收球網就是用來把分散在冷卻水中的膠球全部收集起來的，以便重複使用的設備。所以收球網的收球率很重要,本新型收球網收球率高，達到了94%以上。
收球網工作原理
新型收球網是在相應的管道中設定了一個Ａ型柵格網，上部為進水端，網板將整個管道截面全部遮擋，收球工作由此開始。收球網的網板、主軸、卡軸塊及緊固件等所有過流部件均可採用優質不鏽鋼。Ａ型柵格網的兩片網板由兩根轉軸轉動，在非運行工況時網板可被鏇轉到一定角度，形成與水流平行的Ｈ型結構。H型結構使水流對網板進行反衝洗，可清除網上雜物及減少水阻。在投球運行時將網板轉回到原來的Ａ型結構位置上。主要型式有手動（小管徑）和電動（大管徑）兩種供選用。即循環水管徑小於DN700的可選用手動單板型收球網，當循環水管徑大於DN700可雙板分流型收球網。
附：收球網安裝，其下法蘭標高應高於膠球泵入口標高。收球網進口前直管的長度一般不應小於循環水管直徑。
二、裝球室和分匯器
裝球室是凝汽器膠球清洗裝置中用於加球、收球、換球及觀察膠球運行情況的一種設備。有JZ-Ⅰ型和JZ-Ⅱ型兩種，JZ-Ⅰ型用於125MW以下機組，JZ-Ⅱ型用於125MW以上機組。其安裝位置應便於運行人員的接近和操作。
分匯器是一個三通閥，通過導向板的切換可使膠球進入需要清洗的一側凝汽器中工作。一般一台機組需兩台分匯器，其進口通徑為DN100，分配口為DN89，膠球投用時可通過窺視窗觀察運行情況。
三、膠球輸送泵及電器櫃
膠球輸送泵為無障泵，這種泵在運行中不會損壞膠球，其泵效高，壽命長。布置時，應能保持運行泵不發生氣蝕。125MW以下機組可選IZK-11型，配電機型號為Y132M-6（4Kw），125MW以上機組可選IZK-22型，配電機型號為Y160L-4（15Kw）。
四、膠球
作為提高發電廠運行效率的重要手段之一，線上式凝汽器膠球清洗系統已經成為電廠的標準配置，膠球質量好壞是該系統的關鍵要素之一。
應選耐磨、質地柔軟富於彈性，材質均勻，硬度適中，氣空均勻貫通，濕態比重1.00-1.15，在5-45℃水溫下，使用期內球內徑不大超標，不老化。
使用時濕態球直徑一般比冷卻管內徑大1.0-2.0mm，冷卻管有兩種規格時，以小規格的一種為準，冷卻管口加裝套管口以套管為準選擇膠球。
（1）正常投球量
為凝汽器單側單流程冷卻管根數7%-13%，依膠球循環一次所需時間的長短，取下限或上限或其接近值，膠球循環一次的時間一般以30秒作為界限。
（2）膠球補充周期或更換周期
膠球補充周期為膠球清洗系統累計運行7次，也可根據本單位具體情況不同調整補充周期。
膠球更換周期，根據國產球使用統計，其更換周期為膠球清洗系統累計運行60次。
另外，在水中浸泡一段時間後，個別膠球可能脹大過多，致使直徑超標，在補充和更換膠球時，均應及時換掉，以防冷卻管被堵。
五、膠球清洗系統運行具備條件
１、 凝汽器水室中隔板的竄通縫隙應予消除，以免引起循環水短路，而部分球在該縫處停留。水室中除循環水進、出口外，其餘通外部的管道或盲孔，需在水室內壁管口加裝孔徑不小於7mm的球面網罩，以防逃球。
２、 循環水流量最好保持在設計值，偏差不大於+15%範圍內，亦可根據運行經驗，適當調整上述數值的控制範圍。
六、膠球清洗系統運行操作
1、投運前準備
1) 膠球用溫水浸泡24小時，對浸泡後不合格的球去出不用。
2) 加球：打開裝球室放氣門，放水門，將裝球室上蓋打開，放入泡好的膠球，然後將上蓋壓好，將放氣門、放水門關閉。
3) 排氣，將裝球室出水閥打開，打開排氣閥，將裝球室內氣排掉直至出水，關閉排氣閥及放水閥。
2、運行操作
將收球網操作手輪鏇至“收球位置”
膠球泵進口閥打開
啟動膠球泵
打開裝球室出口閥
將裝球室切換閥打至“清洗位置”
清洗系統30分鐘
3、停止操作
將裝球室切換閥打至“收球位置”，
膠球泵出口閥打開
停止膠球泵
關閉裝球室出口閥
關閉膠球泵進口閥
將收球網操作收輪鏇至“網板反洗”，此時水流對網板進行反衝洗，運行結束。
【凝汽器膠球自動清洗系統的工作原理】
該系統主要由收球網、膠球循環泵、裝球器、程式控制系統、閥門管路及清洗膠球等部件組成。選用合適的海綿膠球，球的濕態直徑比冷卻管內徑略大一點（約1-2mm）,且濕態比重和水相近。將膠球從裝球室手孔處投入裝球室內，數量為凝汽器進水室銅管數的10%左右。然後啟動膠球泵，打開系統兩端球閥，膠球就在比循環水進口壓力略高一些的水流帶動下，進入凝汽器水室。因膠球是一個多微孔柔軟的彈性體，在循環水進口壓力差的作用下，被擠壓通過冷卻管、對冷卻管內徑進行一次抹擦，使管內壁污垢隨水流帶出，從而提高冷卻管清潔度，避免垢下腐蝕，延長冷卻管使用壽命。膠球隨循環水經出水管進入收球網，在收球網板的阻攔下，把膠球分離出來，由膠球泵抽出重新回到裝球室，如此循環往復對凝汽器冷卻管實現連續自動清洗。
膠球清洗裝置可根據用戶的需求和機組冷卻水的髒污程度按預定的程式進行自動清洗，這樣可以始終保持凝汽器冷卻管內的清潔，使冷卻水管具有較高的換熱係數。所以安裝膠球清洗裝置不僅可以提高發電廠的經濟效益，而且也是實現發電廠安全、滿發、經濟運行的有效措施之一。
【節能的典型設備】
膠球清洗裝置系統的經濟性
沉積物下腐蝕是凝汽器銅管腐蝕的主要形態。循環冷卻水中泥砂的沉積、微生物粘泥的附著、水垢的生成都能在銅管內壁形成沉積物。沉積物造成銅管表面不同部位上的供氧差異和介質濃度差異會導致局部腐蝕。銅被氧化生成的Ｃｕ2+及Ｃｕ+離子傾向於水解生成氧化亞銅,並使溶液局部酸化,加劇了腐蝕的發展。循環冷卻水水質、殺菌處理、阻垢處理、循環水流速、清洗情況以及凝汽器的停用等都是影響沉積物形成的因素,其中銅管清洗情況(膠球清洗、高壓水沖洗等)的影響最為顯著。如機組凝汽器不安裝膠球自動清洗系統,銅管內壁形成沉積物,導致銅管沉積物下腐蝕嚴重。渦流探傷情況顯示，銅管判廢比例明顯高於安裝膠球自動清洗系統的機組凝汽器。
投入產出比是衡量一個項目是否可以實施的最重要的指標之一。膠球自動清洗系統就是一個典型的高投入產出比的項目。
舉例：以1台50MW機組為例，在安裝膠球自動清洗系統前後做一個經濟性比較，在沒有安裝膠球自動清洗系統之前，凝汽器內銅管的結垢物主要成分是碳酸鈣，需要每年清洗一次，清洗方式主要為酸洗，清洗一次的費用為4萬，清洗方式為停半邊機清洗，停機時間為12小時，平均負荷率75%、每度電0.4元計算，則每清洗一次直接和間接的費用約為：
1×50000×12×75%×0.4＋40000=220000（元）
而且酸洗對凝汽器內銅管腐蝕性比較大，對銅管損壞比較厲害。
如果安裝膠球自動清洗系統，在連續工作不降低負荷的情況下，可隨時投入使用，始終保持冷卻管的清潔狀態，可以提高出力1～3%，以1台50MW機組為例，按照每年運行7000小時、平均負荷率75%、每度電0.4元計算，按1%提高出力，每年可增收益：1×50000×7000×75%×0.4×1%=1050000（元）
該裝置延長冷卻管的使用壽命，減輕勞動強度，是提高電廠經濟效益、保障凝汽器安全經濟運行，不可缺少的必備裝置。
顯而易見，對於一個正常有效的膠球自動清洗系統，其投入產出的高效不僅僅是短期膠球設備投資的問題了。
