凝汽器胶球清洗常见的九种装置问题和解决措施

摘要：胶球清洗装置是广泛应用于火电厂汽轮机发电机组在运行当中对凝汽器换热管内污垢进行清洗的装置，胶球清洗装置使用性能直接影响到凝汽器的清洁程度和传热效率。但胶球清洗技术普遍存在装置设备适用性很差，胶球分布不均、收球率低、跑球、堵球堵塞换热管以及二次滤网水阻偏大，清洗不均、效果不明显等问题，配合不停机在线化学清洗技术升级才能确保凝汽器的清洁系数，彻底解决凝汽器真空度下降、排汽温度升高、端差增大等常见问题。

关键词：凝汽器胶球清洗；凝汽器胶球清洗问题；凝汽器在线化学清洗；凝汽器真空度低；凝汽器排汽温度高；凝汽器端差大；节能减排技术。

一、凝汽器胶球清洗装置设备

胶球清洗装置是广泛应用于火电厂汽轮机发电机组在运行当中对凝汽器换热管内污垢进行清洗的装置，胶球清洗装置使用性能直接影响到凝汽器的清洁程度和传热效率。胶球清洗装置由电器控制柜、管路、阀门、分汇器、胶球泵、装球室、收球网和胶球等构成，清洗胶球又有普通胶球、剥皮胶球、硅胶球等类型。胶球清洗装可始终保持凝汽器冷却管（铜管、不锈钢管或钛管）处于清洁状态，能够延长换热管的使用寿命、自动控制减轻劳动强度；是保障凝汽器安全运行、提高电厂经济效益不可缺少的装置。

二、凝汽器胶球清洗技术装置设备常见的12种问题

凝汽器胶球清洗技术装置常见问题1：收球网网板结构缺陷

凝汽器胶球清洗装置收球网采用开合式网板设计，投运初期运行效果较好，长时间运行后，容易产生弹性变形，网板间隙造成跑球和漏球现象。

凝汽器胶球清洗技术设备常见问题2：收球网抽球口设计缺陷

凝汽器胶球清洗装置收球网抽球口位置设计缺陷容易堵球，堵球后大量的胶球塞在收球网上。收球时间长，收球率下降，收球网上容易附着填料等杂物。

凝汽器胶球清洗技术设备常见问题3：装置系统缺少二次滤网

因凝汽器胶球清洗装置系统缺少二次滤网过滤保护，使填料、杂物等进入水室，堵塞换热管，胶球系统运行环境恶化。

凝汽器胶球清洗技术设备常见问题4：胶球质量缺陷

目前凝汽器胶球清洗装置普遍使用的普通发泡式海绵胶球、剥皮胶球、硅胶球等类型，胶球质量参差不齐，部分厂家胶球在浸泡、发胀后尺寸远大于设计要求,致使胶球无法正常通过换热管,造成堵塞；有些胶球在浸泡、发胀后尺寸远小于设计要求，致使胶球清洗基本不起作用。经现场测试还表明，大部分新的胶球比换热管内径小1~2mm，说明现有胶球的质量及设计选型存在一些问题。如果胶球密度小于循环水密度，胶球清洗运行中处于漂浮状态，不能实现凝汽器换热管束的均匀清理，留下清洗死角过多，清洗效率低下。

凝汽器胶球清洗技术设备常见问题5：胶球收球率低

造成凝汽器胶球清洗装置收球率过低的原因有循环冷却水压较低，循环冷却水流量小，造成胶球穿越换热管时压力不足，这时如果冷却水管结垢管径变小，胶球吸水膨胀直径过大等。阻力大胶球就会堵塞在管中；收球网的执行机构设计不合理，收球网的转轴是由电动装置来驱动的，执行机构限位调整不当，导致收球网不能关闭到位，致使壳体与内壁之间形成较大的缝隙，造成跑球、漏球；收球网网板的间隙不均匀，致使收球网污染而堵球或卡球；收球网脏污堵塞压差上升并达到了压差限值时，收球网反洗期间，将会丢失一部分胶球；凝汽器水室流场分布存在死角和涡旋，造成胶球在水室积球，收球不及时等情况都会造成凝汽器胶球清洗装置胶球收球率低。

凝汽器胶球清洗技术设备常见问题6：装置操控问题

当前火电厂汽轮机发电机组凝汽器在线清洗采用的胶球清洗装置，大部分凝汽器胶球清洗装置采用完全为手动操作模式。从收球室开关、收球网投停、阀门切换、投球、数球、更换胶球等完全为人工手动，劳动强度高，操作复杂，且不利于胶球系统的连续运行，胶球系统的清洗效果无法得到保证。

凝汽器胶球清洗技术设备常见问题7：胶球泵功率过大

通常大部分火电用户未统筹考虑胶球泵选型匹配问题，发电机组凝汽器冷却面积小，却普遍选用功率过大的胶球泵，不仅造成不必要浪费，而且胶球通过胶球泵输送到凝汽器中，功率过大的胶球泵产生高速水流扰动循环水流动，造成凝汽器进口水温升高，相应降低了凝汽器真空度，这也是多数火电厂发电机组胶球装置利用率不高，甚至不愿投用的原因。

凝汽器胶球清洗技术设备常见问题8：胶球使用寿命短

凝汽器胶球清洗装置胶球使用寿命普遍较短，火电厂用户为降低成本，在胶球磨损超过设定值后并不更换或追加替补新胶球，因此会造成清洗效果下降。如果要确保运行效果，需要每月检查一次胶球，视情况每半年更换一次胶球，也会增加运行成本和工作量。

凝汽器胶球清洗技术常见问题9：清洗效果不明显清洁系数低

胶球清洗装置适用性很差，胶球分布不均、收球率低、跑球、堵球堵塞换热管以及二次滤网水阻偏大，清洗不均，胶球清洗对藻类、生物粘泥、软垢的清洗基本有效，对凝汽器硬垢清洗效果不明显，必须配合不停机在线化学清洗才能保证凝汽器的清洁系数。

三、凝汽器胶球清洗技术升级——不停机不停车在线化学清洗技术

凝汽器胶球清洗技术在各方面都存在一定的问题，而在原有传统停车化学清洗的基础上发展而来的不停机不停车在线化学清洗技术，成功的避免了凝汽器传统停车化学清洗需要停机清洗，损失发电经济效益；清洗时间长，需要人工操作、监视、维护的清洗工作；成本投入大、发电经济效益损失大的劣势，可以在尽可能少改动既有设备的情况下，在运行、安全和经济性方面达到清洗彻底，清洁系数高的效果。

凝汽器结垢不停机不停车在线化学清洗，是在原有传统停车化学清洗的基础上发展而来的清洗技术。凝汽器结垢不停机不停车在线化学清洗时间短且不需停机，减少停机发电损失，加入专有杀菌、粘泥剥离、⽔垢清洗、⾦属钝化的HS-186多效能药剂，清洗成本低时间短，不停机在线清洗运行10小时左右，去除⻘苔等微⽣物粘泥灰尘，清除列管内的⽔垢的同时避免⾦属设备的腐蚀；凝汽器结垢不停机不停车在线化学清洗可随时进行，无须等待机组大修小修机会，不仅药剂消耗量，废水量大幅度减少，而且避免了凝汽器内部的腐蚀，安全环保高效。凝汽器结垢不停机不停车在线化学清洗保证清洁系数，凝汽器清洗结束后凝汽器的主要指标达到如下数据：

A、真空度提⾼≥1.0~2.0 kpa

B、端差缩⼩≤3.0摄氏度

C、排⽓温度缩⼩≤2.0℃

D、锅炉同等供⽓量情况下发电量提⾼≥2%

各位同仁，各位同学，除了凝汽器传统化学清洗、高压水清洗凝汽器、射弹清洗凝汽器、不停车在线胶球清洗凝汽器、不停车在线超声波清洗凝汽器、不停车在线机器人清洗凝汽器、不停机在线螺旋纽带清洗凝汽器、不停车在线化学清洗凝汽器，这8种凝汽器清洗技术外，您还知道哪些凝汽器清洗技术？您认为当前哪种凝汽器清洗技术综合效能更好？关于凝汽器腐蚀结垢、凝汽器结垢不停工不停机不停车在线清洗除垢技术、锅炉结垢不停炉不停工在线除垢技术等问题，北京化工大学颜辉I86OO475З86随时欢迎各位同仁讨论问题交流经验心得，随时欢迎各位同学沟通凝汽器清洗相关新技术。凝汽器胶球清洗常见的九种装置问题和解决措施

四、凝汽器胶球清洗装置技术升级，在线化学清洗解决凝汽器端差增大、排汽温度升高、真空度下降问题案例

徐州铜山生物质热电联产项目凝汽器结垢不停机不停车在线化学清洗前的运行情况

徐州铜山生物质热电联产项目装机35MW高温超高压再热汽轮发电机组，配130t/h高温超高压再热循环流化床生物质锅炉，该项目以农作物秸秆、林业废弃物等为主要原料，年综合利用秸秆60多万吨，年发电量约3亿千瓦时，为装备制造产业园区内企业提供冷、热、电及压缩空气多联供支持。

徐州铜山生物质热电联产项目汽轮发电机组凝汽器在线清洗采用的胶球清洗装置，胶球清洗装置清洗效果不明显，清洁系数低。汽轮发电机组凝汽器控制端显示凝汽器真空度低，凝汽器端差大，凝汽器排汽温度高。

▲火电厂凝汽器在线胶球清洗清洁系数低导致凝汽器真空度低，凝汽器端差大

2023年4月14日14点58分，徐州铜山生物质热电联产项目火电厂中控室，控制端显示器凝汽器在线运行清洗前的情况截图，如上图。锅炉供气量114.5t/h，真空度-87.4kpa，排汽温度51.6℃，端差17.1摄氏度，发电量为30.69MW/H，明显凝汽器结垢导致凝汽器真空度低，凝汽器端差大，汽轮机机组热经济性降低，供电标准煤耗（能耗）增大，发电量减少很多。

▲火电厂中控室汽轮发电机组凝汽器不停车在线半侧化学清洗后的运行情况

凝汽器结垢不停机不停车在线半侧化学清洗后的运行情况

2023年4月23日5点1分，徐州铜山生物质热电联产项目火电厂中控室，控制端显示器凝汽器半侧经过5小时左右在线不停机不停车化学清洗后的情况截图，如上图。锅炉供汽量118t/h，真空度增加到-96.0kpa，排汽温度下降到36.2℃，端差从17.1摄氏度缩小到6.5摄氏度恢复正常，发电量增加到33.71MW/H，每小时净增加发电3.020MW，发电量提高10%，每天增加7.2万度电左右，生物质发电按照0.7元/度计算，每天增加效益5万元左右，凝汽器各项运行指标恢复正常。

▲火电厂中控室汽轮机组凝汽器不停车在线两侧全部化学清洗后的运行情况

凝汽器结垢不停机不停车在线两侧全部化学清洗后的运行情况

2003年4月24日4点21分，徐州铜山生物质热电联产项目火电厂中控室，控制端显示器凝汽器另半侧经过5小时左右在线不停机不停车化学清洗后的情况截图，如上图。锅炉供汽量115.4t/h，真空度增加到-97.6kpa，排汽温度下降到31.8℃，端差缩小到3.7摄氏度，必须停止某一台循环泵的运行，否则产生过冷现象同样会影响发电效果，因此发电量每小时仅增加到32.75MW。

五、总结

凝汽器不停机不停车在线化学清洗技术作为胶球清洗的辅助升级技术，在徐州铜山生物质热电联产项目35MW高温超高压再热汽轮发电机组上的应用，通过凝汽器清洗前后发电量的变化可以看出，凝汽器换热管循环水结垢对于发电量的影响很大，凝汽器不停机不停车在线清洗技术10小时解决电厂凝汽器排汽温度升高、真空度下降、端差增大问题。相对于传统凝汽器结垢停车化学清洗或者机械物理清洗，不停机不停车凝汽器在线化学清洗技术，可以保证凝汽器的清洁系数和避免凝汽器内部的腐蚀为前提，在较短时间内，尽可能少改动既有设备的情况下，在运行、安全和经济性方面达到较好的效果。证明凝汽器不停机不停车在线化学清洗技术在火电行业具有推广应用意义。

凝汽器胶球清洗常见的九种装置问题和解决措施（颜辉）