凝汽器膠球清洗技術在余熱發(fā)電中的應用

山東平陰山水水泥有限公司建有兩條5000t/d新型干法水泥熟料生產(chǎn)線，兩條窯的預熱器出口溫度比較低，其中1號窯為305℃，2號窯為295℃。為充分利用水泥窯生產(chǎn)過程中排出的廢氣余熱，筆者委托大連易世達于2007年為其配套建設了1座裝機18MW的余熱電站。該余熱電站于2007年11月并網(wǎng)發(fā)電，2007年12月通過性能考核，但到2008年3月發(fā)現(xiàn)發(fā)電功率逐漸下降，平均發(fā)電功率降至14000～15000kW，此時鍋爐運行正常，窯狀況穩(wěn)定，但發(fā)現(xiàn)凝汽器的真空有較大變化，由原來的-0.092～-0.90MPa降到-0.086～-0.88MPa；端差由原來的6℃～8℃上升到11℃～13℃，說明凝汽器的冷卻效果降低。

經(jīng)分析認為是由于換熱管束結垢導致水量減少、熱阻增加所致，決定采取酸洗措施對冷凝器進行酸洗。筆者于2008年6月對冷凝器進行酸洗后，換熱管束中污垢被清除，阻力下降。冷凝器的冷卻效果明顯得到改善，真空提高到了-0.094～-0.92MPa，端差降到5℃~7℃，發(fā)電功率達到15200～16200kW，平均提高1200kW?？紤]酸洗只能定期進行，周期較長，不能天天進行處理，為此在2008年8月上了1套凝汽器膠球清洗裝置。每天開啟膠球清洗裝置清洗一次，其效果與酸洗基本相當。

1.膠球清洗技術

膠球清洗技術于上世紀50年代初由前西德人塔布諾格所發(fā)明，之后我國開始自行試驗研究開發(fā)。目前，我國膠球清洗裝置的設計、設備性能均接近世界先進水平。

膠球清洗系統(tǒng)由二次濾網(wǎng)、收球網(wǎng)、裝球室、膠球泵、分匯器、閥門管路和電器控制裝置構成。選用合適的海綿膠球，球的濕態(tài)直徑比冷卻管內(nèi)徑略大一點(約1~2mm)，且濕態(tài)比重和水相近，將膠球投入裝球室內(nèi)，數(shù)量為凝汽器進水室銅管數(shù)的15％左右，將裝球室封嚴，然后啟動膠球泵，打開系統(tǒng)兩端碟閥，膠球就在循環(huán)水進出口壓力差的作用下，被擠壓通過冷卻管，對冷卻管內(nèi)徑進行一次抹擦，使管內(nèi)壁污垢隨水流帶出，膠球隨循環(huán)水經(jīng)出水管進入收球網(wǎng)，在收球網(wǎng)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(huán)返復對凝汽器冷卻管實現(xiàn)連續(xù)自動清洗。當清洗3個小時左右后，操作裝球室內(nèi)的漏斗回位，運行3~5分鐘后即可收球。

2.膠球清洗裝置各部組件

①二次濾網(wǎng)：二次濾網(wǎng)是循環(huán)冷卻水凈化的主要設備，它清除了大于6mm以上的一切雜物，確保凝汽器循環(huán)水系正常工作，對確保膠球清洗系統(tǒng)正常工作起到了關鍵作用。對于循環(huán)水質比較干凈的電廠，就不必再加裝二次濾網(wǎng)。

LDPE型二次濾網(wǎng)由電動機、減速機、轉動軸、大鏈輪、小齒輪、濾網(wǎng)芯、殼體等組成。

循環(huán)水從入口進入濾網(wǎng)，大于6mm的污物被壓附在濾網(wǎng)筒外圍，啟動電機網(wǎng)芯旋轉，污物通過集污箱時，被刮污板擋下，開啟排污閥，壓力水從網(wǎng)芯內(nèi)向網(wǎng)芯外反沖洗，污物隨水流排出濾網(wǎng)。二次濾網(wǎng)是WE型、PE型、EDF型、HF型濾網(wǎng)的升級產(chǎn)品。

②收球網(wǎng)：收球網(wǎng)是膠球清洗系統(tǒng)中的關鍵設備，它安裝于凝汽器出水管段上，它的作用是把膠球從冷卻水中分離出來，且必須具備不漏球、不卡球的性能，球被回收后由引出管從收球網(wǎng)引出打回裝球室。

現(xiàn)在生產(chǎn)的收球網(wǎng)是目前最先進的結構形式，它的柵網(wǎng)板可以轉動；在膠球裝置投運時，網(wǎng)板處于收球位置，在不投運清洗裝置時，該柵網(wǎng)板可旋轉到與水流方向一致的位置；既減少水阻又起到清除柵板上雜物的作用。

③裝球室：裝球室是膠球清洗裝置中用于放球、取球、存儲和觀察膠球循環(huán)情況的裝置；它由外殼、漏斗、切換閥等組成，并配有觀察窗、放氣、放水電磁閥門等。

④膠球泵：它是膠球清洗系統(tǒng)中使膠球進行不斷循環(huán)的動力設備。該泵是一個專用的無障礙離心泵，其葉輪由兩片葉片構成管狀通道，它具有不堵球、不切球和對膠球磨損小等優(yōu)點。

⑤分匯器：分匯器是一個三通(管)閥。通過其中導向板的切換可使球進入需要清洗的一側凝汽器中。它也可作為收球網(wǎng)膠球引出管的匯合和接球管的分流三通管使用。

　3.安裝說明和注意事項

膠球清洗裝置投運前，首先將凝汽器水室及冷卻管內(nèi)壁硬垢清除干凈，冷卻管有裂紋和內(nèi)徑變形應一一更換，以便膠球暢通無阻。對凝汽器的任何死角部位一一封堵，防止膠球躲藏，影響清洗效果和膠球回收率。系統(tǒng)管路布置宜簡單、短直、彎頭數(shù)量盡可能減少。合理選用膠球泵，要有足夠的流量，出口壓力要略大于循環(huán)水壓力(約0.2MPa以上)。定期檢查裝球室膠球數(shù)量，不斷補充、滿足清洗要求。

凝汽器膠球清洗系統(tǒng)是一項成熟技術，它具有結構簡單、操作方便、膠球回收率高、二次濾網(wǎng)過濾能力強等特點。應用后可有效清除凝汽器換熱管束中的污垢，因此傳熱熱阻顯著降低，凝汽器的真空明顯提高。為獲得更好的膠球清洗效果，建議在上膠球清洗裝置之前，最好對冷凝器進行一次酸洗，然后再用膠球清洗裝置對冷凝器進行清洗。