凝汽器清洁保持节能系统设备改造及应用

摘 要：本文对某燃煤发电厂凝汽器清洁保持节能系统结构及运用情况进行了详细阐述，对改造后效果进行评价分析，为湿冷机组发现冷端系统存在问题供了较好的改造案例，为冷端技术改造提供有效的思路。

关键词：凝汽器；清洁保持节能系统；真空度；收球率

火力发电厂凝汽器设备是汽轮机组的一个重要组成部分，它的工作性能直接影响整个汽轮机组的安全性、可靠性、稳定性和工作效率，而凝汽器的真空度高低对汽轮发电机组的经济性有着直接影响，本文以某电厂机组机组凝汽器清洁保持节能系统设备改造及应用情况进行统计分析，得出湿冷机组凝汽器清洁保持节能系统设备改造及应用价值。

1 机组介绍

汽轮机由中国长江动力集团武汉汽轮机厂制造生产，机组为高压、冲动、双缸、单轴、两排汽型凝汽式汽轮机，机组型号为C81/N100-8.83/535。汽轮机凝汽器冷却面积：6815m2，循环水量：15460t/h，冷却管束数量：10336根。

凝汽器胶球装置主要由胶球泵及电动机、收球率网、发球系统及相关附属设备组成，一次工作循环约60分钟，系统每天进行三次人工投运，投球数量为200个。机组运行6年来，胶球收球率因系统老化，系统运行不稳定，收球率仅为60%左右，机组运行一段时间后凝汽器端差快速上升，维护人员每年都需进行人工高压水对凝汽器进行清洗。

2 清洁保持节能系统介绍

2.1 循环水预处理系统

该部分是在循环冷却水的入口安装循环水预处理器，系统由主机和信号线圈组成，主机可以产生一种频率调制信号，通过信号线圈，产生不同频率的电磁脉冲与水分子及溶于水中的钙、镁离子和碳酸根离子发生谐振，从而改变钙、镁离子、碳酸根离子和水分子的电特性与物理特性。促使水中的部分钙、镁离子和碳酸根离子迅速析出，结晶成特定结构的微小晶体。由于这一过程是在瞬间完成，而处理后的水在温度、压力改变时，水中未结晶的钙、镁碳酸盐会优先在这些微小晶体周围结晶，使水垢以松软絮状析出，悬浮在水中，不再吸附在管道上，很容易被水流冲走，从而达到“阻垢”的目的。除垢原理示意图如下：

2.2 系统主体

该部分主要的功能是：存储胶球（4000个），放置动力源，驱动系统工作、将胶球按照智能程序要求瞬间一次性发射入凝汽器入口、对冷却管进行清洗等。

2.3 胶球回收装置

将清洁冷却管后的胶球在循环水的作用下通过收球动力装置回收到系统主体内部的储球罐，在收球的同时自动清除聚集在回收装置的杂质，使回收装置的水流阻力保持最小。回收装置的特点：

（1）采用固定锥形滤网，彻底解决胶球跑、漏、卡、丢失等问题，确保收球率长期保持95%。（2）滤网的网眼采用铣切割技术，半圆条缝型网眼环形分布，有利于使冷却水的流态形成层流。（3）变径技术处理，将原有的管径扩大，过流面积达到循环冷却管截面积的2.0倍以上，水流阻力很小（小于100mm水柱）。

2.4 动力装置

该部分是系统的动力装置，是系统工作的动力源。

3 系统技术特点及优势

3.1 技术特点

（1）运行方式—自动间歇运行清洗方式。（2）系统驱动—采用高压气、水混合为动力。（3）装球数—1：1（即装球数与循環水进水冷却管数之比）。（4）回收装置—具有清污功能的锥形滤网。

3.2 技术优势

（1）前置循环水预处理器。该部分是在循环冷却水的入口分别安装一套循环水预处理器，对进入凝汽器的冷却水进行适时处理，使水中的钙镁离子尽快析出，为胶球适时清洁清洗创造最有利的条件。（2）系统装球数多。装球数1：1，是传统装球数的六倍多。同时安装有发球动力装置，从而不会增加循环水水阻，确保循环水流量。（3）收球率长期保持在95%以上。采用锥形滤网，系统能有效地解决传统的收球网存在的漏球、跑球、卡球等问题。（4）系统运行维护费用低。系统在保持凝汽器最佳的清洁状况的同时，能耗只有传统胶球清洗装置的1/10～1/5。

4 改造后技术指标情况分析

汽器清洁保持节能系统设备在机组试运较为成功，该设备可投入胶球量约为2000个，胶球清洗效果明显，降低了人力投球、收球的操作，降低了人工工作成本。系统改造投运后，凝汽器端差较同期降低1.4℃；排汽温度较同期降低2.3℃；凝结水过冷度升高0.4℃；机组真空度较同期升高1.15KPa。

5 改造后设备实际运行情况

改造后设备连续运行，系统设备各项性能参数均满足规范及设计要求，整套系统设备运行稳定，投运两年来收球率仍保持在95%以上。

6 结语

凝汽器清洁保持节能系统已在全国范围60MW、100MW、150MW、300MW、600MW机组类型上得到成功应用，设备安装简便，系统运行可靠，在应用过程中取得了良好的经济下效益，为新机组安装及技术改造提供了良好的借鉴。

参考文献：

[1]张圆明，谷伟伟，张黎明.热电厂汽轮机凝汽器的节能改造[J].节能技术，2013，31（181）：454-457.

[2]西安热工研究院.发电企业节能降耗技术[M].北京：中国电力出版社，2010.

[3]邱元元，王忠杰，何志刚，等.凝汽器端差偏高原因分析及处理措施[J].热力发电，2012，41（12）：101-103.

[4]王浩，戴春喜，陶朝胜，等.湿冷机组冷端系统节能诊断方法[J].热力发电，2013，42（12）：13-16.

作者简介：马元起（1966-），内蒙古通辽人，本科，工程师，热能与动力工程专业。