火力發(fā)電廠凝汽式汽輪機的真空對機組的安全性、經濟性有著舉足輕重的影響。而在運行過程中，機組經常會遇到真空逐漸下降的問題，尤其是在夏季，凝結器真空對汽輪機運行的經濟性影響更為明顯，如其它條件不變，真空每上升1kPa ，汽輪機的熱耗率上升約1%，機組供電煤耗約增加3g/kwh。這不僅使機組能耗上升，影響機組經濟性，還會威脅機組安全，嚴重時還要降低發(fā)電負荷。導致真空下降的一個主要原因是凝結器冷卻管內壁的污垢，隨著運行時間的推移，冷卻管內的污垢會阻礙凝汽器冷卻管的換熱。
目前在線處理方法主要是投用凝汽器膠球清洗裝置。凝汽器膠球清洗裝置的工作原理是：在機組正常運行時，把密度與水相近的海綿膠球(用天然橡膠或合成樹脂制成)裝入收裝球室后，啟動膠球泵將膠球用比循環(huán)水壓力高的水流送人凝汽器水室。膠球直徑雖比銅管內徑大1～2mm，但因為是多孔柔軟的彈性體，容易被水流帶人冷卻管，并被壓縮成卵形。膠球在行進過程中抹去管壁上的污垢，流出管壁時，依靠自身的彈力彈掉表面的污垢。工作過的膠球被凝汽器出口管道的收球網(wǎng)從水中分離出來，經膠球泵升壓后再次打入凝汽器進水管道。膠球系統(tǒng)流程為：收球網(wǎng)→膠球泵→裝球室→循環(huán)水進水管→進水室→冷卻管→回水室→收球網(wǎng)。
1、膠球系統(tǒng)的常見問題
由于種種原因，多數(shù)電廠膠球自動清洗裝置的使用狀況都不太理想，設備、運行、維護和管理等存在的問題，都導致膠球清洗裝置無法正常運行，歸納起來主要原因有：
（1）收球率低。根據(jù)DL/T 581-95 規(guī)定，正常投球量為凝汽器單側單流程冷卻管根數(shù)的7％－13％。以某300MW機組凝汽器為例，兩側凝汽器合計有19520根冷卻管(單側單流程有4880根冷卻管)，以單側單流程的10％計算，膠球清洗裝置一般投球500個。膠球系統(tǒng)運行一段時間后，收球率一般都在50－80％之間。造成收球率低的主要原因是：在循環(huán)中，有些球躲在水室或管道的
死角位置不參與循環(huán)；收球濾網(wǎng)網(wǎng)板變形或者接縫不嚴密，球容易從接縫位置溜走。長期的收球率偏低，不僅增加了膠球的大量耗費，而且還容易造成膠球清洗裝置的非正常停運。
（2）系統(tǒng)投用率低，設備可靠性差。膠球清洗裝置的閥門、收球網(wǎng)、控制系統(tǒng)等經常會出現(xiàn)故障，這既增加了運行、維護人員的工作量，又無法保證膠球系統(tǒng)的正常清洗效果。
2、一種新型膠球裝置
為了改善目前膠球清洗裝置存在的問題，浙江省內某電廠利用機組檢修機會，對原有的膠球系統(tǒng)進行了替換改造，現(xiàn)在使用的是采用以色列技術制造的CQM膠球清洗裝置，該膠球系統(tǒng)采用創(chuàng)新性設計，操作簡單、清洗、設備運行可靠。
2.1 CQM膠球系統(tǒng)的特點
CQM膠球系統(tǒng)主要有以下幾個特點：
（1）單次膠球噴射量大，多次循環(huán)后能使所有管道被清洗。相比國內膠球系統(tǒng)單次投球量，CQM膠球裝置突出特點是采取了單次大劑量膠球噴射的方法，在裝球室一般投用3000－5000個球。以每次投用4000個球，上述300MW凝汽器單側單流程冷卻管4880根為例，一次噴射就可以保證82％左右的冷卻管都受到清洗。由于投球數(shù)量大，膠球可以同時到達中部和周圍的管道，幾乎可以覆蓋整個凝汽器銅管，有效避免了清洗死角的問題，在多次循環(huán)后能使所有管道都能夠被清洗。
（2）按科學設計的時間間隔，不間斷循環(huán)冷凝管內的膠球，以達到在不使用化學劑的前提下清除結垢和其他沉淀積物的目的，保證每根支管道均能被清洗到位，從而達到清潔冷凝器的目的。
（3）*的收球網(wǎng)設計，避免了收球網(wǎng)開合操作。使膠球可以做到零逃逸，確保
收球、清洗效果。
（4）使用簡單維護便捷。采用設備材料，免除零配件更換，保證清洗裝置可以長時間穩(wěn)定運行?？刂葡到y(tǒng)可以實現(xiàn)全自動運行，隨時監(jiān)測到系統(tǒng)的運行狀態(tài)及效果。*的設計理念，使維修保養(yǎng)也更加便利。
2.2 CQM膠球經濟性評價
為了比較CQM膠球系統(tǒng)投用以后的實際效果，我們取了CQM膠球投用前后兩次大修周期內的凝汽器運行數(shù)據(jù)，采用數(shù)理統(tǒng)計的方法，對凝汽器運行相關數(shù)據(jù)進行了歸納，比較凝汽器端差在兩次大修周期內的變化趨勢，對膠球系統(tǒng)進行經濟評價。由于時間跨度長，數(shù)據(jù)量龐大，我們根據(jù)機組循環(huán)水泵的實際運行方式，結合不同的進口水溫，對運行數(shù)據(jù)進行分類組合，對每個不同的組合進行分類對比。
通過以上八個分段工況的凝汽器端差數(shù)據(jù)比較可以看出，使用CQM膠球清洗裝置后，在相同循環(huán)水進水溫度條件下，各不同負荷運行工況，凝汽器端差均有較明顯的下降。通過更加的清洗，凝汽器冷卻管換熱效果得以改善。
凝汽器換熱端差降低，使凝汽器真空上升，會帶來機組供電煤耗降低，機組經濟性提高。我們以其中一個樣本點為例，計算節(jié)省的標煤。
采樣時間： 04:00-04:05
機組負荷：184.02MW
排汽溫度：25.11℃
循環(huán)水進水溫度：9.98℃
循環(huán)水出水溫度：18.85℃
循環(huán)水運行方式：兩機兩泵
依據(jù)循環(huán)水進水溫度以及循環(huán)水泵運行方式，可判斷此采樣點處于兩機兩泵循環(huán)水進水溫度10℃以下區(qū)域，根據(jù)端差比較曲線，該采樣點凝汽器端差降低1.05℃，進而計算出該負荷點下凝汽器背壓降低0.19kPa，依據(jù)凝汽器排汽量、排汽壓力、熱耗率修正之間的關系曲線，可得由于排汽壓力降低0.19kPa引起的機組熱耗率下降率為0.218％。由于機組熱耗率與供電煤耗是同比例變化，供電煤耗下降率也是0.218%。再根據(jù)負荷與供電煤耗的關系曲線，進而計算得到該樣本周期內節(jié)約的標煤為0.011噸。
其余樣本點可類似計算，計算一年時間內的運行樣本數(shù)據(jù)，可得全年時間內節(jié)省的標煤。對凝汽器端差降低帶來的煤耗下降進行測算（標煤價格按照800元/噸計算），節(jié)能結果如下：全年可節(jié)省標煤約1290噸，節(jié)能收益約103.2萬元。
