关于电厂凝汽器胶球清洗装置技术改造的探讨

    摘要：针对火力发电厂使用凝汽器胶球清洗装置系统使用多年来所存在的问题，提出切实可行的技术改造方案。尤其对系统中的二次滤网、收球网和系统管路的安装这几个关键部套进行了深刻的剖析，结合多年来对此类设备进行过技术改造之后取得的时间经验，结合提出本改造方案与同行和商家商榷。
   关键词：收球网 二次滤网 透水率 散球装置
   前言
   火力发电厂使用凝汽器胶球清洗装置，可在机组不减负荷的情况下清洗凝汽器中冷却水管的管内壁，降低凝汽器的端差和汽轮机背压、提高汽轮机热效率、是保证汽轮机安全运行和降低煤耗不可缺少的辅机配套设备。胶球清洗装置中的胶球泵、装球室、收球网、二次滤网是该装置中的关键部套。经几十年运行的实践经验和切身体会，其中收球网和二次滤网是存在问题较多的迫切需要进行技术改造的部套。收球网的好坏，将直接影响收球率；而二次滤网又是保证凝汽器冷却水质的装置，它影响胶球清洗装置的正常运行，也是保证胶球清洗装置收球率的重要部件。
 收球网部分
 从19世纪60年代末开始，电力系统选用并已定型生产的收球网大体分为：
 SD型：单板式活动栅板收球网。适用于DN400-DN700直径。
 SL型：V型活动栅板收球网。适用于DN1000-DN2200直径。
 SF型：倒V型活动栅板收球网。适用于DN1000-DN2200直径。
  SD型收球网的材质为不锈钢、活动栅板型的，都装有电动推杆，当网内水压差超限时，能自动开启网板，具有良好的反冲洗性能。但是他们只能在新装投运的前半年期间内好用的。运行几个月之后，由于转动轴长期浸泡在水中，摩擦副的表面都会逐渐生锈，栅板转动的阻力相应地也就逐渐增大，电动推杆的动作只是在形式上把栅板推合了，实质上栅板和栅板之间或是栅板和外壳之间任然有胶球可串过的缝隙，水流就会和胶球一起串过次缝隙，把胶球带到会水管路当中，造成胶球丢失，这也就是收球率不达标的真正原因。
  收球网的技术改造，主要是消除栅板和栅板之间或是栅板和外壳之间胶球能串的缝隙，让清洗过冷却水管的胶球100%地回到装球室，进入下一个工作循环。很多电厂干脆把活动栅板固定死，这也解决很大问题。但是在循环水质较差的电厂，焊死了栅板之后，收球网的网前与网后的水压差在很短时间内就会超限，就会影响胶球清洗装置的正常投运。所以在改动前必须先要计算栅板的透水率，并设计和制造一个活几个能充分保证水压差不超限的旁通管路，这就可以保证胶球清洗装置继续正常使用。在一个办法就是不用电动推杆，在舢板转动轴的壳体外部制作一个定位明确的挡块，正确指示栅板是处在开启（反冲洗）或是关闭收球的位置。这是很多电厂近年来采取很成功、效果的两种技术改造方案。
 与此同时，一定要在收球网内的适当位置设计、制作并安装散球装置，以防止被水流带来的胶球瞬间积聚到收球口，堵死收球口而影响胶球返回装球室，使整个系统不能正常工作，将已通过栅板缝隙的硬质杂物和比重小于水的胶球分离开来，并通过阀门排出，尽量减少硬质杂物在胶球系统中多次地重复循环。
关于电厂凝汽器胶球清洗装置技术改造的探讨——二次滤网部分
二次滤网部分
 二次滤网是保证凝汽器冷却水质的重要装置，它的好坏直接影响胶球清洗装置的正常运行，也是保证胶球清洗装置收球率的重要部件。二次滤网一定要保证6mm-8mm以上的硬质杂物不进入凝汽器腔内，还要采用手段设计制造挂污刺、挡污板、挡污盒、排污腔等装置来防止纤维状的软杂物尽量少地进入凝汽器的冷却水管路当中。历史的事实已经证明，软杂物的处理比硬杂物的处理难度大得多，而且各电厂目前都面临着急需处理软杂物的难题。
WE型带蝶阀的外旋转式二次滤网：冷却水从网芯外流网芯内部，利用蝶阀的导向，造成冷却水在网芯外围旋转流动，将杂物从网芯上冲下并排出。适用于DN500-DN1800直径。
EFF型四网芯式二次滤网：冷却水从网芯内向外流动，杂质污物积存在网芯内，当网芯内外压差大于一定值时，逐个操作阀板旋转90度角，切断进入网芯的冷却水，同时打开排污口，此时单个网芯外部的冷却水向网芯里流动，携带杂质杂物从排污口排出。网芯依次清洗完毕，即可恢复正常工作。适用于DN500-DN2000直径。
EXF型卧式-网芯外旋转二次滤网：冷却水从网芯外部向网芯里流动，杂质污物积存在网芯外壁上。执行机构带动网芯旋转，污物进入集污腔，打开排污门，杂物被负压但冲洗水流带出集污腔，完成清洗工作。适用于DN800-DN2000直径。
EPF型90度弯头多网芯二次滤网：采用多网芯结构，外型尺寸小，可代替管路的90度弯管。反冲洗效果好，可以迅速排出被分离出来的杂质污物。其局部网芯进行反冲洗对整体冷却水的流动干扰很小，供水照样稳定。适用于DN900-DN2200直径。
EDF型立式、网芯可旋转的自动排污二次滤网：本滤网外型尺寸小且操作灵活，可根据不同用途改变旋转网芯板上的滤孔尺寸，使超出滤孔规定尺寸的固体杂物从水流中分流开并迅速排出。网芯分成12格，其中有1格始终是进行排污，对水流的整体流动干扰很小，照样可保证水压稳定。该滤网装有差压仪表，可自动控制反冲洗操作，保证排出已分离出来的杂物。适用于DN800-DN2400管径。
除了上诉5种基本形式之外，市场上有多种再次基础上进行综合改造的二次滤网，其中有：弯通道反冲洗EDF型二次滤网。
二次滤网是一种原理特别简单的机械加工部套，制造难度也不大，精度要求也不严格。但几十年来的实践证明，好用的二次滤网并不多。现在市场推广的弯通道反冲洗EDF型二次滤网，具有网芯可旋转和反冲洗性能，是原EDF型二次滤网的升级换代产品，是目前国际和国内比较先进的、自动化程度较比高的二次滤网，设计很先进，制造精度和制造难度与以往同类产品比较要高的多，相应地产品的成本和造价也要高出很多。
二次滤网这种产品，只要在一整年之内，各种软硬杂物不造成使冷却水管堵塞，能保证胶球清洗装置中的胶球正常清洗冷却水管的内壁，让凝汽器天天如新装的一样投入运行，这就达到了使用二次滤网的目的。在这个原则前提下，所有的二次滤网的技术改造，只要根据各电厂其水路系统的安装情况和具体的安装位置，用最简单的最合理有效的方法，根本不必使用上述的任何一种型号的二次滤网就能达到目的。这也就是本文提出二次滤网技术改造的真正原因，可以说是对二次滤网这类设备进行技术改造的倒退思路，但更应该说是对二次滤网技术改造的彻底改革。因为，越是复杂的设备造成设备事故的因素越多，越是先进的设备其修理和恢复性能的难度也就越大。在满足使用性要求的前提下，装备越少越好，附件越简单越好。这样可以减少很多的麻烦，同时也减少了这一部分资金的投入，降低固定资产的总额。
 所有电厂现有的二次滤网，经过技术改造之后都应该是好用的。但必须要根据电厂自身的水质情况和水管路的走向位置，设计安装排污刺和排污板等不可缺少的装置，使杂物不进入凝汽器的腔内，这样才能保证胶球清洗装的正常投运。
 无论电厂使用的循环水系统是开式的还是闭式的，若能把清除的杂物在进入循环水泵之前都处理干净，也就是说，进入循环水泵前的水质就是达到要求的，这也就是安装二次滤网所要达到的目的。所以，将技术改造的精力放在循环水泵的进口之前是最理想的。这在新疆电厂就需要电力设计院负责此项目的工程技术人员们进行考虑，而老电厂则可以在此处做工作，因为这里有一个很宽敞的施展才能的区域，只要改造方案决定对了，二次滤网的技术改造肯定是成功的。

管路系统部分
 胶球清洗装置管路系统的布置和安装对整个系统是否好用同样起着至关重要的作用。通过对各个电厂从安装投运到进行技术改造后的情况分析，其中有70%到80%是因为管路的布置和安装不合理造成的。胶球清洗装置的原理就是利用胶球泵产生的水压和水流带动胶球来擦拭冷却水管的内壁，因此管路过长和拐弯太多就会使水压降低，整个系统都不好用。按我们对电厂进行技术改造所掌握的数据和总结出的经验，归纳为：
（1）管路走向，都是按照电力设计院的图纸横平竖直的要求进行安装的，相应地就增加了管路的长度，同时还增加了弯头的数量。这就好降低管路内的压力，影响胶球系统的正常工作。
（2）有的收球网设计有两个收球管口，其中必有一根收球管路在运行几个月之后水阻逐渐增大，在这根管中的胶球就会逐渐地积聚，最终成为一根死管。而另一根管照样工作，从装球室观察胶球照样循环，不能发现其中有一根收球管路被堵住了的现象，然而胶球在逐渐减少，收球率大为降低。所以一定要把两个收球管口改为一个收球管口。
（3）胶球清洗装置管路系统中使用的弯头，电力设计院所选用的绝大部分都是国家标准，弯头半径较小，水阻较大，而该系统使用水阻小的大半径的弯头，而且是数量越少越好。
（4）胶球清洗装置系统中的投球、收球管路，应该考虑胶球在胶球泵水压和水流的作用下尽可能地分散投入和逐个回收，即逆水流方向投入胶球，进入各腔体内的是切线方向的水流。

结语
各火力发电厂所有的胶球清洗装置，有的是新建厂时按电力设计院的图纸安装就绪的，有的就在电厂运行了一段时间之后用的，深切体会到了这套装置对汽轮机安全运行的重要性；认识到它是提高热效率和降低煤耗不可缺少的辅机部套，然后在配置的。可以这么说，无论是何时配置了这套装置，很少有电厂没对其进行技术改造的，改造的内容除了上述的的问题外，还有其他的一些问题。只有找准问题，制定相应的措施和实施具体细则，电厂的胶球清洗装置技术改造任务肯定会圆满完成的。