一种凝汽器胶球清洗系统

技术领域

本发明涉及凝汽器清洁技术领域，特别是涉及一种凝汽器胶球清洗系统。

背景技术

电厂热力系统的冷端主要以凝汽器为核心，凝汽器一般内连汽轮机低压缸，外连循环水系统，起着冷源的作用。凝汽器将汽轮机排汽冷凝成水，通过水泵将冷凝水依次进入机组的低压加热器、除氧器、高压加热器、最终进入锅炉，以供锅炉重新使用。凝汽器本质上是一种换热器，其任务是将低温热源释放出去，降低汽轮机排气温度、排气压力，提高循环热效率。

但电厂所用循环水多为海水或河水，前述水中含有大量杂质与矿物，循环水中的钙镁离子硬化结垢后，会附着在凝汽机换热管内壁；水中的细菌、藻类、淤泥会不断积累在循环水系统中，部分沉淀在换热管内，同时，由于垢下腐蚀的产生，大大缩短凝汽器的使用寿命，并导致循环系统换热系数降低，端差增大，真空度、热效降低。

很多电厂使用胶球清洗系统对凝汽机冷凝管进行在线清洗，同时添加阻垢剂和杀菌剂等化学药剂作为辅助清洗手段对凝汽器进行清洗。但传统胶球清洗系统，由于胶球逃逸、维护困难、运行复杂，造成清洗不彻底，仍然需要人工清洗，另外，化学加药方式能在一定程度上延缓硬化结垢的产生，但是对于高温循环水下的凝汽器换热管的阻垢没有明显作用，并且对于阻止循环水中悬浮物附着在换热管内壁的倾向，没有明显效果，不能达到无死角彻底清洁的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种凝汽器胶球清洗系统，以解决胶球逃逸、维护困难、清洁度低的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种凝汽器胶球清洗系统，包括：输水单元、收射球单元与凝汽器；

所述输水单元与所述凝汽器的一端相连，所述输水单元用于运输流向可变的循环水；所述收射球单元与所述输水单元连接，用于胶球的回收与发射；所述凝汽器用于冷却循环水，其内部设有分隔所述凝汽器的挡流板，所述凝汽器另一端为弧形侧壁；

其中，所述挡流板与所述弧形侧壁存在间隙，用于流通胶球。

在其中一些实施例中，所述输水单元包括第一循环水管道与第二循环水管道；所述第一循环水管道内设置第一收球网，所述第二循环水管道内设置第二收球网；所述第一循环水管道与所述第二循环水管道内水流向可逆；

所述第一循环水管道与所述第二循环水管道分别与所述凝汽器一端连通。

在其中一些实施例中，所述收球网固定在所述第一循环水管道与所述第二循环水管道相贴合的一侧，所述输水单元、所述收射球单元的连接点与所述收球网另一端无缝接触，所述收球网均采用碳钢材料。

在其中一些实施例中，所述收射球单元包括：储球室、高速高压泵与用于连通所述储球室、高速高压泵至所述输水单元的管道；所述储球室与所述输水单元连通的管道安装有阀门。

在其中一些实施例中，所述储球室包括第一储球室与第二储球室并且所述储球室均为漏斗状；

所述第一储球室底部与所述第二储球室底部设置有阀门并且通过收球管道连通，所述收球管道安装有两个动力输出方向相反的所述高速高压泵；所述第一储球室侧壁与所述第二储球室侧壁分别通过安装有阀门的管道连接至所述输水单元。

在其中一些实施例中，所述储球室侧壁设置有观察窗，所述观察窗安装有门轴，所述观察窗用于观察所述储球室内胶球情况与更换或添加胶球。

在其中一些实施例中，所述输水单元、所述收射球单元和所述凝汽器三者两两连接的管道拐角处均为弧形。

在其中一些实施例中，所述储球室与水接触的内表面采用环氧涂层，外表面涂防锈漆。

在其中一些实施例中，所述挡流板经过凝汽器圆心，将所述凝汽器平均分为上部凝汽器与下部凝汽器。

在其中一些实施例中，两个所述高速高压泵中的任意一个内部安装有程控柜，所述程控柜用于控制所有所述阀门与所述高速高压泵的开关或启停。

本发明公开了一种凝汽器胶球清洗系统，与现有技术相比，其有益效果在于：

本发明的凝汽器胶球清洗系统可通过改变流过系统的水流方向，逆向清洗凝汽器；弧形的凝汽器侧壁不仅增加了胶球通过凝汽器长度，大大提高了冷却与清洁效果，大幅度降低人工清洗的需要，还可防止胶球撞击凝汽器内壁造成胶球破损；同时本发明的胶球清洗系统多为固定式无活动结构，由于结构简单，便于检修；收球网的设置角度与收球网附近管道壁设置为弧形，最大程度的顺应循环水流向，使胶球顺畅进入储球室，有效防止胶球撞击死角造成的胶球破损与胶球逃逸问题；另外，程控柜可间隔开启，调节胶球清洗频次，节省资源。

附图说明

图1是本发明实施例一种凝汽器胶球清洗系统的装置图；

图2是本发明实施例一种凝汽器胶球清洗系统的管道、阀门分布图；

图3是本发明实施例的凝汽器AA’面侧视图。

图中，100、第一循环水管道；101、第二循环水管道；102、第一储球室；103、第二储球室；104、观察窗；105、第一收球网；106、第二收球网；107、正高速高压泵；108、逆高速高压泵；109、收球管道；110、凝汽器；111、第一电磁阀；112、第二电磁阀；113、第三电磁阀；114、第四电磁阀；115、挡流板；116、换热管；117、动力输出装置。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由权利要求部分指出。

应当理解的是，本申请并不局限于下面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

如背景技术所述，在电厂所用的循环水多为海水或河水，但水中含有大量杂质与矿物，循环水中的钙镁离子硬化结垢后，会附着在凝汽机换热管内壁，同时现有胶球清洗系统又存在胶球逃逸、维护困难、运行复杂、死角清洁不彻底的问题，本发明实施例提出一种胶球清洗系统在一定程度解决上述问题。

如图1所示的凝汽器110胶球清洗系统，包括：输水单元、收射球单元与凝汽器110；

输水单元与凝汽器110的一端相连，输水单元用于运输流向可变的循环水；收射球单元与输水单元连接，用于胶球的回收与发射；凝汽器110用于冷却循环水，其内部设有分隔凝汽器110的挡流板115，凝汽器110另一端为弧形侧壁；

其中，挡流板115与弧形侧壁存在间隙，用于流通胶球。

需要注意的是，凝汽器一侧的内部为弧形的目的在于缓冲胶球运动速度，防止胶球直接撞击凝汽器内壁而破损。

进一步地，输水单元包括第一循环水管道100与第二循环水管道101；第一循环水管道100内设置第一收球网105，第二循环水管道101内设置第二收球网106；第一循环水管道100与第二循环水管道101内水流向可逆；

第一循环水管道100与第二循环水管道101分别与凝汽器110一端连通。

需要注意的是，第一循环水管道100与第二循环水管道101内水流方向不定；若第一循环水管道100作为循环水的进入管道，此时第二循环水管道101则为循环水的流出管道，水流方向不定的目的在于：在设备生产工作过程中发现大多数胶球清洗系统对凝汽器，尤其是越靠近凝汽器出口一端的区域，其清洁效果会越差。循环水长时间单向流动会导致凝汽器出口端不断堆积杂质，甚至是堵塞凝汽器发生事故。而当设备工作一段时间后改变水流方向，此时凝汽器中原为流出循环水的出口端变为入口端，循环水中的胶球会先对凝汽器原出口端进行清洁，在不增加成本的基础上改善了清洁效果、基本摆脱人工清洁、大幅度提高设备运行的稳定性，避免危险发生。

进一步地，收球网一端固定在第一循环水管道100与第二循环水管道101相贴合的一侧，输水单元、收射球单元的连接点与收球网另一端无缝接触，收球网均采用碳钢材料，收球网分别与第一循环水管道100、第二循环水管道101的固定处设置有动力输出装置116。

进一步地，收射球单元包括：储球室、高速高压泵与用于连通储球室、高速高压泵至输水单元的管道；储球室与输水单元连通的管道安装有阀门，其中，第一储球室102与第一循环水管道100所连通管道上的阀门为第一电磁阀111，第二储球室104与第二循环水管道101所连通管道上的阀门为第二电磁阀112

进一步地，储球室包括第一储球室102与第二储球室104并且储球室均为漏斗状；

第一储球室102底部与第二储球室104底部通过收球管道109连通，并且所述第一储球室102底部与所述第二储球室104底部设置有阀门，收球管道109安装有两个动力输出方向相反的高速高压泵，分别为正高速高压泵107、逆高速高压泵108；第一储球室102侧壁与第二储球室104侧壁分别通过安装有阀门的管道连接至第一循环水管道100、第二循环水管道101，其中，第一储球室102底部的收球管道109安装有第三电磁阀113，第二储球室104底部的收球管道109安装有第四电磁阀114，其中正高速高压泵107与逆高速高压泵108仅同时只有一个在工作，若按图1所示环形的收球管道109顺时针运动时，此时需要打开正高速高压泵107；若按图1所示环形的收球管道109逆时针运动时，此时需要打开逆高速高压泵108。

进一步地，第一储球室102侧壁设置有观察窗103，观察窗103安装有门轴，观察窗103用于观察储球室内胶球情况与更换或添加胶球；第二储球室104结构与第一储球室102结构相同，也具有观察窗与门轴。

进一步地，凝汽器胶球清洗系统中输水单元、收射球单元和凝汽器三者两两连接的管道拐角处均为弧形。

需要注意的是，胶球随着循环水运行的过程中由于水流流速较大，同时未经过凝汽器的高温循环水会使胶球变软，此时胶球撞击直角或死角的管道壁会造成胶球的破损，管道拐角处均为弧形的设计可使胶球流畅的在系统中进行循环，提高胶球的使用寿命，防止胶球破损而污染循环水水质。

进一步地，两个储球室与水接触的内表面采用环氧涂层，外表面涂防锈漆。

进一步地，挡流板115经过凝汽器110圆心，将凝汽器110平均分为上部凝汽器与下部凝汽器，上部凝汽器与下部凝汽器均含有换热管116。

进一步地，正高速高压泵107与逆高速高压泵108中任意一个的内部安装有程控柜，程控柜用于控制所有阀门与高速高压泵的开关或启停。

本发明的工作过程为：

观察窗的开闭：以观察窗一边的门轴为转动轴轴向转动，当观察窗为打开状态时，可用于添加胶球；设备工作时，观察窗用于检测储球室内胶球情况，以此来及时发现危险以便排除。

手动或自动间隔清洗：

循环水：当第一循环水管道100为入水口时，此时开启正高速高压泵107，循环水通过第一循环水管道100进入上部凝汽器的换热管116对循环水进行冷却，流经凝汽器110的弧形侧壁调转方向进入下部凝汽器进一步对循环水冷却，进而流入第二循环水管道101将冷却后的循环水排出本系统；胶球：在上述过程中，当开启系统后，第一电磁阀111、第二电磁阀112、第三电磁阀113、第四电磁阀114打开，由正高速高压泵107为动力输出，带动收球管道109内的水开始流动第一储球室102、第二储球室104中胶球流入收球管道109，按图1所示环形的收球管道109顺时针运动。当胶球清洁完毕凝汽器110，由第二循环水管道101流出时，受到第二收球网106阻挡，转而进入第二储球室104，不断循环上述过程。当第二循环水管道101为入水口时，开启逆高速高压泵108，此时第一循环水管道100、第二循环水管道101、收球管道109内水流与之前相反。

随着系统长时间工作，第一收球网105、第二收球网106表面会不断堆积杂质，堵塞收球网上的滤孔。此时按照杂质清理的难易程度可分别进行不同操作：若滤网或系统中存在易清洗、影响小的杂质时，此时只需增大高速高压泵功率即可。若存在较大杂质时，可关闭第一电磁阀111、第二电磁阀112，使收球网绕其固定点转动，与竖直方向夹角减小，滤孔受水冲击力增大，将杂质排出。

另外，需要指出的是：本申请的胶球清洗系统的储球室有较大的容积，最大可以一次性发送相当于凝汽器水管数量的90％－100％，增加胶球通过凝汽器冷却水管的数量，提高清洗效果，减少管道的腐蚀速度及结垢可能性；可设定每日收发球频率，每日清洗次数不少于24次/天。实现全自动化运行，最大程度的降低能耗；对于胶球质量的考量，通过严格的选球配球，能确保凝汽器不锈钢管的安全运行及极低的胶球磨损率；胶球具有一定硬度并富有弹性，胶球的气孔均匀、孔间连通吸水性强，湿态球的比重与水相近，胶球在进入水室后从水室底部至顶部分层均匀悬浮，从而保证能清洗底部至顶部的每一根冷却水管。在水温5－35℃运行时，胶球球径涨大不超过0.5mm，且在运行期间保持稳定，以防止胶球堵塞冷却水管。使用期内不老化，运行中胶球球径应比凝汽器管子内径大1－2mm，正常投运胶球清洗系统的胶球更换周期均4个月以上。

对于胶球的考核，采用以下方法：

步骤1：取出装球室所有胶球，计数，重新放回系统运行一次完整AB侧清洗。取出，计数；

步骤2：重复步骤1的动作3次，计算三次胶球数量，三次胶球数量平均数大于等于95％为合格。

对本系统进行以上三次实验，收球率分别为96.37％，98.91％，98.45％。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。