凝汽器膠球清洗常見的九種裝置問題及解決措施解析

凝汽器膠球清洗常見的九種裝置問題和解決措施

摘要：膠球清洗裝置是廣泛應用于火電廠汽輪機發電機組在運行當中對凝汽器換熱管內污垢進行清洗的裝置，膠球清洗裝置使用性能直接影響到凝汽器的清潔程度和傳熱效率。但膠球清洗技術普遍存在裝置設備適用性很差，膠球分布不均、收球率低、跑球、堵球堵塞換熱管以及二次濾網水阻偏大，清洗不均、效果不明顯等問題，配合不停機在線化學清洗技術升級才能確保凝汽器的清潔系數，徹底解決凝汽器真空度下降、排汽溫度升高、端差增大等常見問題。

關鍵詞：凝汽器膠球清洗；凝汽器膠球清洗問題；凝汽器在線化學清洗；凝汽器真空度低；凝汽器排汽溫度高；凝汽器端差大；節能減排技術。

一、凝汽器膠球清洗裝置設備

膠球清洗裝置是廣泛應用于火電廠汽輪機發電機組在運行當中對凝汽器換熱管內污垢進行清洗的裝置，膠球清洗裝置使用性能直接影響到凝汽器的清潔程度和傳熱效率。膠球清洗裝置由電器控制柜、管路、閥門、分匯器、膠球泵、裝球室、收球網和膠球等構成，清洗膠球又有普通膠球、剝皮膠球、硅膠球等類型。膠球清洗裝可始終保持凝汽器冷卻管（銅管、不銹鋼管或鈦管）處于清潔狀態，能夠延長換熱管的使用壽命、自動控制減輕勞動強度；是保障凝汽器安全運行、提高電廠經濟效益不可缺少的裝置。

二、凝汽器膠球清洗技術裝置設備常見的12種問題

凝汽器膠球清洗技術裝置常見問題1：收球網網板結構缺陷

凝汽器膠球清洗裝置收球網采用開合式網板設計，投運初期運行效果較好，長時間運行后，容易產生彈性變形，網板間隙造成跑球和漏球現象。

凝汽器膠球清洗技術設備常見問題2：收球網抽球口設計缺陷

凝汽器膠球清洗裝置收球網抽球口位置設計缺陷容易堵球，堵球后大量的膠球塞在收球網上。收球時間長，收球率下降，收球網上容易附著填料等雜物。

凝汽器膠球清洗技術設備常見問題3：裝置系統缺少二次濾網

因凝汽器膠球清洗裝置系統缺少二次濾網過濾保護，使填料、雜物等進入水室，堵塞換熱管，膠球系統運行環境惡化。

凝汽器膠球清洗技術設備常見問題4：膠球質量缺陷

目前凝汽器膠球清洗裝置普遍使用的普通發泡式海綿膠球、剝皮膠球、硅膠球等類型，膠球質量參差不齊，部分廠家膠球在浸泡、發脹后尺寸遠大于設計要求,致使膠球無法正常通過換熱管,造成堵塞；有些膠球在浸泡、發脹后尺寸遠小于設計要求，致使膠球清洗基本不起作用。經現場測試還表明，大部分新的膠球比換熱管內徑小1~2mm，說明現有膠球的質量及設計選型存在一些問題。如果膠球密度小于循環水密度，膠球清洗運行中處于漂浮狀態，不能實現凝汽器換熱管束的均勻清理，留下清洗死角過多，清洗效率低下。

火電廠凝汽器在線膠球清洗堵球堵塞、收球率低、跑球、清潔系數低

凝汽器膠球清洗技術設備常見問題5：膠球收球率低

造成凝汽器膠球清洗裝置收球率過低的原因有循環冷卻水壓較低，循環冷卻水流量小，造成膠球穿越換熱管時壓力不足，這時如果冷卻水管結垢管徑變小，膠球吸水膨脹直徑過大等。阻力大膠球就會堵塞在管中；收球網的執行機構設計不合理，收球網的轉軸是由電動裝置來驅動的，執行機構限位調整不當，導致收球網不能關閉到位，致使殼體與內壁之間形成較大的縫隙，造成跑球、漏球；收球網網板的間隙不均勻，致使收球網污染而堵球或卡球；收球網臟污堵塞壓差上升并達到了壓差限值時，收球網反洗期間，將會丟失一部分膠球；凝汽器水室流場分布存在死角和渦旋，造成膠球在水室積球，收球不及時等情況都會造成凝汽器膠球清洗裝置膠球收球率低。

凝汽器膠球清洗技術設備常見問題6：裝置操控問題

當前火電廠汽輪機發電機組凝汽器在線清洗采用的膠球清洗裝置，大部分凝汽器膠球清洗裝置采用完全為手動操作模式。從收球室開關、收球網投停、閥門切換、投球、數球、更換膠球等完全為人工手動，勞動強度高，操作復雜，且不利于膠球系統的連續運行，膠球系統的清洗效果無法得到保證。

凝汽器膠球清洗技術設備常見問題7：膠球泵功率過大

通常大部分火電用戶未統籌考慮膠球泵選型匹配問題，發電機組凝汽器冷卻面積小，卻普遍選用功率過大的膠球泵，不僅造成不必要浪費，而且膠球通過膠球泵輸送到凝汽器中，功率過大的膠球泵產生高速水流擾動循環水流動，造成凝汽器進口水溫升高，相應降低了凝汽器真空度，這也是多數火電廠發電機組膠球裝置利用率不高，甚至不愿投用的原因。

凝汽器膠球清洗技術設備常見問題8：膠球使用壽命短

凝汽器膠球清洗裝置膠球使用壽命普遍較短，火電廠用戶為降低成本，在膠球磨損超過設定值后并不更換或追加替補新膠球，因此會造成清洗效果下降。如果要確保運行效果，需要每月檢查一次膠球，視情況每半年更換一次膠球，也會增加運行成本和工作量。

凝汽器膠球清洗技術常見問題9：清洗效果不明顯清潔系數低

膠球清洗裝置適用性很差，膠球分布不均、收球率低、跑球、堵球堵塞換熱管以及二次濾網水阻偏大，清洗不均，膠球清洗對藻類、生物粘泥、軟垢的清洗基本有效，對凝汽器硬垢清洗效果不明顯，必須配合不停機在線化學清洗才能保證凝汽器的清潔系數。

火電廠汽輪發電機組凝汽器換熱管結垢在線化學清洗前后對比

三、凝汽器膠球清洗技術升級——不停機不停車在線化學清洗技術

凝汽器膠球清洗技術在各方面都存在一定的問題，而在原有傳統停車化學清洗的基礎上發展而來的不停機不停車在線化學清洗技術，成功的避免了凝汽器傳統停車化學清洗需要停機清洗，損失發電經濟效益；清洗時間長，需要人工操作、監視、維護的清洗工作；成本投入大、發電經濟效益損失大的劣勢，可以在盡可能少改動既有設備的情況下，在運行、安全和經濟性方面達到清洗徹底，清潔系數高的效果。

凝汽器結垢不停機不停車在線化學清洗，是在原有傳統停車化學清洗的基礎上發展而來的清洗技術。凝汽器結垢不停機不停車在線化學清洗時間短且不需停機，減少停機發電損失，加入專有殺菌、粘泥剝離、?垢清洗、?屬鈍化的HS-186多效能藥劑，清洗成本低時間短，不停機在線清洗運行10小時左右，去除?苔等微?物粘泥灰塵，清除列管內的?垢的同時避免?屬設備的腐蝕；凝汽器結垢不停機不停車在線化學清洗可隨時進行，無須等待機組大修小修機會，不僅藥劑消耗量，廢水量大幅度減少，而且避免了凝汽器內部的腐蝕，安全環保高效。凝汽器結垢不停機不停車在線化學清洗保證清潔系數，凝汽器清洗結束后凝汽器的主要指標達到如下數據：

A、真空度提?≥1.0~2.0 kpa

B、端差縮?≤3.0攝氏度

C、排?溫度縮?≤2.0℃

D、鍋爐同等供?量情況下發電量提?≥2%

各位同仁，各位同學，除了凝汽器傳統化學清洗、高壓水清洗凝汽器、射彈清洗凝汽器、不停車在線膠球清洗凝汽器、不停車在線超聲波清洗凝汽器、不停車在線機器人清洗凝汽器、不停機在線螺旋紐帶清洗凝汽器、不停車在線化學清洗凝汽器，這8種凝汽器清洗技術外，您還知道哪些凝汽器清洗技術？您認為當前哪種凝汽器清洗技術綜合效能更好？關于凝汽器腐蝕結垢、凝汽器結垢不停工不停機不停車在線清洗除垢技術、鍋爐結垢不停爐不停工在線除垢技術等問題，北京化工大學顏輝I86OO475З86隨時歡迎各位同仁討論問題交流經驗心得，隨時歡迎各位同學溝通凝汽器清洗相關新技術。凝汽器膠球清洗常見的九種裝置問題和解決措施

▲8項常見的凝汽器在線清洗與凝汽器停車清洗技術優劣比較

四、凝汽器膠球清洗裝置技術升級，在線化學清洗解決凝汽器端差增大、排汽溫度升高、真空度下降問題案例

徐州銅山生物質熱電聯產項目凝汽器結垢不停機不停車在線化學清洗前的運行情況

徐州銅山生物質熱電聯產項目裝機35MW高溫超高壓再熱汽輪發電機組，配130t/h高溫超高壓再熱循環流化床生物質鍋爐，該項目以農作物秸稈、林業廢棄物等為主要原料，年綜合利用秸稈60多萬噸，年發電量約3億千瓦時，為裝備制造產業園區內企業提供冷、熱、電及壓縮空氣多聯供支持。

徐州銅山生物質熱電聯產項目汽輪發電機組凝汽器在線清洗采用的膠球清洗裝置，膠球清洗裝置清洗效果不明顯，清潔系數低。汽輪發電機組凝汽器控制端顯示凝汽器真空度低，凝汽器端差大，凝汽器排汽溫度高。

▲火電廠凝汽器在線膠球清洗清潔系數低導致凝汽器真空度低，凝汽

▲火電廠凝汽器在線膠球清洗清潔系數低導致凝汽器真空度低，凝汽器端差大

2023年4月14日14點58分，徐州銅山生物質熱電聯產項目火電廠中控室，控制端顯示器凝汽器在線運行清洗前的情況截圖，如上圖。鍋爐供氣量114.5t/h，真空度-87.4kpa，排汽溫度51.6℃，端差17.1攝氏度，發電量為30.69MW/H，明顯凝汽器結垢導致凝汽器真空度低，凝汽器端差大，汽輪機機組熱經濟性降低，供電標準煤耗（能耗）增大，發電量減少很多。

▲火電廠中控室汽輪發電機組凝汽器不停車在線半側化學清洗后的運行情況

凝汽器結垢不停機不停車在線半側化學清洗后的運行情況

2023年4月23日5點1分，徐州銅山生物質熱電聯產項目火電廠中控室，控制端顯示器凝汽器半側經過5小時左右在線不停機不停車化學清洗后的情況截圖，如上圖。鍋爐供汽量118t/h，真空度增加到-96.0kpa，排汽溫度下降到36.2℃，端差從17.1攝氏度縮小到6.5攝氏度恢復正常，發電量增加到33.71MW/H，每小時凈增加發電3.020MW，發電量提高10%，每天增加7.2萬度電左右，生物質發電按照0.7元/度計算，每天增加效益5萬元左右，凝汽器各項運行指標恢復正常。

▲火電廠中控室汽輪機組凝汽器不停車在線兩側全部化學清洗后的運行情況

凝汽器結垢不停機不停車在線兩側全部化學清洗后的運行情況

2003年4月24日4點21分，徐州銅山生物質熱電聯產項目火電廠中控室，控制端顯示器凝汽器另半側經過5小時左右在線不停機不停車化學清洗后的情況截圖，如上圖。鍋爐供汽量115.4t/h，真空度增加到-97.6kpa，排汽溫度下降到31.8℃，端差縮小到3.7攝氏度，必須停止某一臺循環泵的運行，否則產生過冷現象同樣會影響發電效果，因此發電量每小時僅增加到32.75MW。

五、總結

凝汽器不停機不停車在線化學清洗技術作為膠球清洗的輔助升級技術，在徐州銅山生物質熱電聯產項目35MW高溫超高壓再熱汽輪發電機組上的應用，通過凝汽器清洗前后發電量的變化可以看出，凝汽器換熱管循環水結垢對于發電量的影響很大，凝汽器不停機不停車在線清洗技術10小時解決電廠凝汽器排汽溫度升高、真空度下降、端差增大問題。相對于傳統凝汽器結垢停車化學清洗或者機械物理清洗，不停機不停車凝汽器在線化學清洗技術，可以保證凝汽器的清潔系數和避免凝汽器內部的腐蝕為前提，在較短時間內，盡可能少改動既有設備的情況下，在運行、安全和經濟性方面達到較好的效果。證明凝汽器不停機不停車在線化學清洗技術在火電行業具有推廣應用意義。

凝汽器膠球清洗常見的九種裝置問題和解決措施（顏輝）