凝汽器清潔保持節能系統設備改造及應用

摘 要：本文對某燃煤發電廠凝汽器清潔保持節能系統結構及運用情況進行了詳細闡述，對改造后效果進行評價分析，為濕冷機組發現冷端系統存在問題供了較好的改造案例，為冷端技術改造提供有效的思路。

關鍵詞：凝汽器；清潔保持節能系統；真空度；收球率

火力發電廠凝汽器設備是汽輪機組的一個重要組成部分，它的工作性能直接影響整個汽輪機組的安全性、可靠性、穩定性和工作效率，而凝汽器的真空度高低對汽輪發電機組的經濟性有著直接影響，本文以某電廠機組機組凝汽器清潔保持節能系統設備改造及應用情況進行統計分析，得出濕冷機組凝汽器清潔保持節能系統設備改造及應用價值。

1 機組介紹

汽輪機由中國長江動力集團武漢汽輪機廠制造生產，機組為高壓、沖動、雙缸、單軸、兩排汽型凝汽式汽輪機，機組型號為C81/N100-8.83/535。汽輪機凝汽器冷卻面積：6815m2，循環水量：15460t/h，冷卻管束數量：10336根。

凝汽器膠球裝置主要由膠球泵及電動機、收球率網、發球系統及相關附屬設備組成，一次工作循環約60分鐘，系統每天進行三次人工投運，投球數量為200個。機組運行6年來，膠球收球率因系統老化，系統運行不穩定，收球率僅為60%左右，機組運行一段時間后凝汽器端差快速上升，維護人員每年都需進行人工高壓水對凝汽器進行清洗。

2 清潔保持節能系統介紹

2.1 循環水預處理系統

該部分是在循環冷卻水的入口安裝循環水預處理器，系統由主機和信號線圈組成，主機可以產生一種頻率調制信號，通過信號線圈，產生不同頻率的電磁脈沖與水分子及溶于水中的鈣、鎂離子和碳酸根離子發生諧振，從而改變鈣、鎂離子、碳酸根離子和水分子的電特性與物理特性。促使水中的部分鈣、鎂離子和碳酸根離子迅速析出，結晶成特定結構的微小晶體。由于這一過程是在瞬間完成，而處理后的水在溫度、壓力改變時，水中未結晶的鈣、鎂碳酸鹽會優先在這些微小晶體周圍結晶，使水垢以松軟絮狀析出，懸浮在水中，不再吸附在管道上，很容易被水流沖走，從而達到“阻垢”的目的。除垢原理示意圖如下：

2.2 系統主體

該部分主要的功能是：存儲膠球（4000個），放置動力源，驅動系統工作、將膠球按照智能程序要求瞬間一次性發射入凝汽器入口、對冷卻管進行清洗等。

2.3 膠球回收裝置

將清潔冷卻管后的膠球在循環水的作用下通過收球動力裝置回收到系統主體內部的儲球罐，在收球的同時自動清除聚集在回收裝置的雜質，使回收裝置的水流阻力保持最小。回收裝置的特點：

（1）采用固定錐形濾網，徹底解決膠球跑、漏、卡、丟失等問題，確保收球率長期保持95%。（2）濾網的網眼采用銑切割技術，半圓條縫型網眼環形分布，有利于使冷卻水的流態形成層流。（3）變徑技術處理，將原有的管徑擴大，過流面積達到循環冷卻管截面積的2.0倍以上，水流阻力很小（小于100mm水柱）。

2.4 動力裝置

該部分是系統的動力裝置，是系統工作的動力源。

3 系統技術特點及優勢

3.1 技術特點

（1）運行方式—自動間歇運行清洗方式。（2）系統驅動—采用高壓氣、水混合為動力。（3）裝球數—1：1（即裝球數與循環水進水冷卻管數之比）。（4）回收裝置—具有清污功能的錐形濾網。

3.2 技術優勢

（1）前置循環水預處理器。該部分是在循環冷卻水的入口分別安裝一套循環水預處理器，對進入凝汽器的冷卻水進行適時處理，使水中的鈣鎂離子盡快析出，為膠球適時清潔清洗創造最有利的條件。（2）系統裝球數多。裝球數1：1，是傳統裝球數的六倍多。同時安裝有發球動力裝置，從而不會增加循環水水阻，確保循環水流量。（3）收球率長期保持在95%以上。采用錐形濾網，系統能有效地解決傳統的收球網存在的漏球、跑球、卡球等問題。（4）系統運行維護費用低。系統在保持凝汽器最佳的清潔狀況的同時，能耗只有傳統膠球清洗裝置的1/10～1/5。

4 改造后技術指標情況分析

汽器清潔保持節能系統設備在機組試運較為成功，該設備可投入膠球量約為2000個，膠球清洗效果明顯，降低了人力投球、收球的操作，降低了人工工作成本。系統改造投運后，凝汽器端差較同期降低1.4℃；排汽溫度較同期降低2.3℃；凝結水過冷度升高0.4℃；機組真空度較同期升高1.15KPa。

5 改造后設備實際運行情況

改造后設備連續運行，系統設備各項性能參數均滿足規范及設計要求，整套系統設備運行穩定，投運兩年來收球率仍保持在95%以上。

6 結語

凝汽器清潔保持節能系統已在全國范圍60MW、100MW、150MW、300MW、600MW機組類型上得到成功應用，設備安裝簡便，系統運行可靠，在應用過程中取得了良好的經濟下效益，為新機組安裝及技術改造提供了良好的借鑒。

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作者簡介：馬元起（1966-），內蒙古通遼人，本科，工程師，熱能與動力工程專業。