凝汽器膠球清洗裝置

凝汽器膠球清洗系統設備簡介】 
    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% 。由于火力(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，zui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。它借助水流的作用將直徑略大于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復擦洗，并把雜質帶出，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。 
膠球自動清洗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，無疏松、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于10×10（mm）。
    4、 膠球泵的安裝位置應盡可能靠近收球網，且使其入口標高低于收球網引出口。
    5、 膠球自動清洗系統管道的鋪設，應盡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。
膠球自動清洗系統基本配置 : 
      

收球網   裝球器   分匯器   噴球器   
膠球泵   膠球   程控柜 

【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、程序控制系統、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。然后啟動膠球泵，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臟污程度按預定的程序進行自動清洗，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系數。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】 
膠球自動清洗系統的經濟性 
    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+離子傾向于水解生成氧化亞銅,并使溶液局部酸化,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zui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于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zui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 臺 50MW 機組為例，在安裝膠球自動清洗系統前后做一個經濟性比較，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臺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，*的*裝置。
    顯而易見，對于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。
【膠球自動清洗系統設備組成及特點】 
收球網 
  【收球網概述】
    收球網是膠球清洗裝置系統中的關鍵設備, 對于系統的收球率有著至關重要的作用。安裝于凝汽器循環水管路的出水管段上. 要維持海綿膠球對冷凝管的連續清洗，就要將膠球*地送入清洗系統中，它的作用是將隨系統運行的清潔膠球從冷卻水中分離出來,且必須具備不漏球、不卡球等特性,膠球被回收后由引出管從收球網引出打回裝球室，再次用于清洗之用。 
    我公司生產的收球網是目前較其它膠球清洗裝置的更新換代產品,收球網的網板采用不銹鋼材料、抗腐蝕、抗沖擊、耐老化結構形式*合理.分為單網板活動柵格式收球網（DB系列）、人字型活動柵格式收球網（ RZ 系列），其網板可以轉動,在膠球裝置投運時,網板處于收球位置,在不投運清洗裝置時,該柵網板可旋轉到與水流方向*的位置；既減少水阻又起到清除柵網板上雜物的作用.
  【收球網性能特點】
    ☆ 收球網外殼選用優質碳鋼制造，內部網板采用優質不銹鋼，對淡水、海水使用壽命均超過 20 年； 
    ☆ 設計合理：膠球從側面收集，設計了特殊導流結構，保證膠球全部收回，并充分考慮了對內部構件的合理簡化和在強度、剛度方面的加強； 
    ☆ 收球網網板采用單網板設計，既保證了立式布置的收球效果，同時也使網板的通流面積增大，并且減小了水阻； 
    ☆ 使用同步電動執行機構和膠球引出單元的全管路布置，使整個系統更加利于收球； 
    ☆ 網板的支撐骨架的封閉設計滿足大流量、高壓差工況；
    ☆ 相關技術參數：水阻＜3Kpa ；供電電壓：AC380V 。
膠球循環泵 
    膠球循環泵是膠球自動清洗裝置中使膠球連續清洗、不斷循環的動力設備。具有不損球、不堵塞、運行平穩、使用壽命長等特點。 
    我公司生產的膠球泵是單吸臥式離心泵，由于將泵的殼體和葉輪設計成寬闊的流道形式，所以不會發生膠球堵塞現象，該泵亦稱不堵塞泵。該泵采用進口密封滾動軸承，以潤滑脂潤滑，軸端密封為機械密封。采用后抽式設計，便于檢修。膠球泵選用 Y 型電機驅動，采用懸臂梁結構，插軸式或靠背輪聯接。該泵的通流部分可以采用不同性能不銹鋼制造，適用于以不同水質為冷卻水源的發電廠。
        
裝球室
    裝球室在凝汽器海棉膠球清洗裝置中，用于加裝膠球、回收膠球，替換膠球以及觀察海綿膠球在清洗系統中運行狀況的設備。 
    裝球室主要由外殼、頂蓋、膠球斗、切換閥，進口管及出口管和單向閥組成。在頂蓋上鑲裝有機玻璃觀察窗和排氣閥，在外殼下部裝有放水閥。 
    裝球室的特點是設計有足夠的容積，以保證海綿膠球在裝球室內有回旋的余地。其中膠球斗、切換閥，單向閥均采用耐腐蝕的不銹鋼材質。由于在裝球室中設計有*的單向閥裝置，從而取消了原來的電動門。進而簡化了膠球自動清洗系統及運行操作；便于實現自動控制，提高了運行的可靠性；提高了系統的收球率。 
    在膠球自動清洗系統投入運行前，應將裝球室的切換閥放在收球位置，在膠球斗內添加足夠數量的海綿膠球( 裝球量為凝汽器單程銅管數的10%)，利用裝球室的出口球閥和排氣閥將裝球室充滿水。然后啟動膠球循環泵，通過觀察窗，看膠球在裝球室內回旋情況，如發現室內在有氣泡存在，可繼續進行排氣。一切正常后，將切換閥手柄緩慢轉到運行位置，海綿膠球通過切換閥投入到系統中，進入工作狀態。 
    通過觀察窗可以察看到海綿膠球磨損情況，當發現海綿膠球磨損量過大時，可及時進行更換，將切換閥置收球位置，此時裝球室只能流過冷卻水，而不能通過膠球，在此狀態下運行 (20 ～ 30min) ，然后將裝球室進口管及出口管中手動球閥關閉，打開排水門，從裝球室內取出膠球，檢查并計算收球率，將不合格的膠球淘汰，補足新球。
【產品優點】
   ☆ 不同結構、容量、形式的裝球器以適應不同裝球容量，減少膠球在裝球器內的滯留時間
   ☆  裝球器入口的設計能形成穩定的室內渦流，使膠球更易送出。
   ☆  出球、收球、換球由一個電動執行機構控制，同步性好。 
   ☆  入球口處裝有單向閥，防止膠球泵停轉時水倒流而失球。 
      
分匯器 
    分匯器不僅可以觀察進球路和收球回路的膠球運行狀況，而且可以保證分配到凝汽器兩側的膠球數量均勻，確保膠球可以清洗到凝汽器的每一根銅管。分匯器在系統中的作用比常人理解的要重要，分匯器可以將一根循環管分開成兩根獨立的管，比如在裝球器出口一根管路變到兩只噴球器的入口管路，那么分匯器可以很好的將此功能實現；同樣當把兩根再循環管合在一起成為一根再循環管時，比如兩個收球口的管路匯集到膠球泵的入口管路時，分匯器扮演了同樣的角色。
噴球器
    噴球器的型式直接影響到膠球是否可以清洗到凝汽器的每一根銅管。噴球器的合理型式和安裝位置可以使膠球均勻地分布在凝汽器水室的左、中、右各側的全部區域。這樣就保證了凝汽器的每根銅管有相同的機率得到膠球的清洗。
膠球 
    膠球是換熱管的直接作用物。合理地膠球密度可以使膠球均勻地分布在凝汽器水室上、中、下各個區域內，它的質量好壞，直接影響收球率和清洗效果。 
【標準剝皮膠球】 
    標準剝皮膠球特別適用于各種凝汽器銅管，也是各發電廠zui常用的一種膠球。膠球由天然橡膠加發泡和特殊添加劑制造而成。標準剝皮膠球可以用于各種膠球清洗設備和水質。
【光面膠球】 
    光面膠球表面光滑，可再剝皮磨打后制成標準剝皮膠球，一些發電廠因管道結垢沉積比較硬才定購光面膠球，一般用于不銹鋼管。但對銅管使用的效果不佳。 
【金剛砂膠球】 
    金剛砂膠球分為全金剛砂膠球和半金剛砂膠球兩種。金剛砂膠球適用于清除各種結垢沉積較多的管道，但對管子有傷害，一般不*使用，特別銅管更要慎用。要在專業人員的指導下使用。 
【適用范圍】
    適用水溫：zui高至140℃ 
    適用管材：銅管、不銹鋼管、鈦管
    膠球特性：軟、中軟、中硬、硬 
【產品特點】
   ☆ 發孔均勻，氣孔大小基本接近。
   ☆ 孔眼缺膠，深不大于3mm，深度2mm以下，每球不多于3個，缺膠面積總和不大于表面積
      的10%。 
   ☆ 膠球的膨脹率控制在0.5～1.0mm 之內，密度均勻、制作精良 
   ☆ 耐磨、質地柔軟富于彈性，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，使用期內球內徑不超標，不老化。 
【使用方法】 
   1、 正常投球量 
    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自動清洗系統累計運行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，其更換周期為膠球自動清洗系統累計運行60次。
    另外，在水中浸泡一段時間后，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。 
   3、 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。
程控系統 
【系統構成】 
    監控系統以 PLC 為核心，由差壓測量系統、模擬操作盤，動力執行器件組成。 siemens 是富沃機電 PLC 主要供應商之一 , 我們十幾年的使用經驗， SIEMENS 的品質的確值得尊重。 MITSUBISHI,AB,GE 等品牌的 PLC 品質同樣有保證。
【控制方式】 
    手動控制 / 就地自動控制，各側監控系統彼此獨立。可以彼此獨立自動運行，也可以同時運行。 
【監控手段】 
時間自動監控（定時由用戶決定）
差壓自動監控（差壓定值根據現場差壓值設定） 在冷卻水中有雜質的情況下，會引起收球網板前后壓差增大，差壓測量系統可以起到保護收球網的作用，進而確保系統安全連續地正常運行。 
監控系統能對以下事件報警： 
  ☆ 運行中各被控對象出現電氣或機械故障時，發出燈光報警信號，同時自動切斷相應動力電源。
    電動執行機構電氣過載：控制/程序故障。 
  ☆ 壓差達到*值/緊急反洗，分別發出燈光報警信號，當系統處于自動方式時，則自動進行相應的操作。 

     
【總結】
    隨著國內各主要電廠單機容量的提高，即便是微小的效率提高也會給電廠帶來巨大的經濟效益，zui初膠球自動清洗系統的發明就是為了保持凝汽器的清潔，從而保持機組的高效率。隨著各種水源的污染加劇，膠球自動清洗系統對于凝汽器來說就更加重要，而只有長時間連續運行膠球自動清洗系統才能真正保持凝汽器的高清潔系數，因此，對系統自動化程度的要求也不斷提高。富沃公司的設計、選材、控制和膠球充分考慮到各種因素的影響，能夠充分保證凝汽器的高效率。

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