1.概述
我們平陰山水水泥有限公司建有2條5000t/d新型干法水泥熟料生產線，兩條窯預熱器出口溫度比較低，其中1#窯為305℃，2#窯為295℃。為充分利用水泥窯生產過程中排出的廢氣余熱，節約能源、降低成本，我們委托大連易世達于2007年為其配套建設了一座裝機18MW的余熱電站。該余熱電站于2007年11月并網發電，2007年12月通過性能考核，但到2008年3月發現發電功率逐漸下降，平均發電功率降至14000～15000kW，此時鍋爐運行正常，窯狀況穩定，但發現凝汽器的真空較大變化，由原來的-0.092～-0.90MPa降到-0.88～0.086MPa；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。我們于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℃，發電功率達到15200～16200kW，平均提高1200kW。考慮酸洗只能定期進行，周期較長，不能天天進行處理，為此我們于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。

2.膠球清洗技術
膠球清洗技術于本世紀50年代初由前西德人塔布諾格所發明，之后我國開始自行試驗研究開發。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。

2.1膠球清洗系統構成
膠球清洗系統由二次濾網、收球網、裝球室、膠球泵、分匯器、閥門管路和電器控制裝置構成。

2.2工作原理
選用合適的海綿膠球，球的濕態直徑比冷卻管內徑略大一點(約1—2mm)，且濕態比重和水相近，將膠球投入裝球室內，數量為凝汽器進水室銅管數的15％左右，將裝球室封嚴，然后啟動膠球泵，打開系統兩端碟閥，膠球就在循環水進出口壓力差的作用下，被擠壓通過冷卻管，對冷卻管內徑進行一次抹擦，使管內壁污垢隨水流帶出，膠球隨循環水經出水管進入收球網，在收球網板的阻攔下，把膠球分離出來，由膠球泵抽出重新回到裝球室，如此循環往復對凝汽器冷卻管實現連續自動清洗。當清洗3個小時左右后，操作裝球室內的漏斗回位，運行3－5分鐘后即可收球。

膠球清洗系統原理圖：

???????????

1、凝氣器? 2、碟閥? 3、分匯器? 4、裝球室? 5、二次濾網? 6、膠球泵 7、收球網

2.3膠球清洗裝置各部組件介紹
(1)二次濾網：二次濾網是循環冷卻水凈化的主要設備，它清除了大于6mm以上的一切雜物，對確保凝汽器循環水系正常工作，確保膠球清洗系統正常工作起到了關鍵作用。對于循環水質比較干凈的電廠來說就不必再加裝二次濾網。

LDPE型二次濾網由電動機、減速機、轉動軸、大鏈輪、小齒輪、濾網芯，殼體主組成。

循環水從入口進入濾網，大于6mm的污物被壓附在濾網筒外圍，啟動電機，網芯旋轉，污物通過集污箱時，被刮污板擋下，開啟排污閥，壓力水從網芯內向網芯外反沖洗，污物隨水流排出濾網。

IDPE型二次濾網是WE型、PE型、EDF型HF型二次濾網的升級產品，主要特點：

①刮板刮污，壓力水從網內向網芯外反沖洗。
②通流面積大，不易形成大網阻。
③轉動部件采用不銹鋼材料，消除易銹損壞小齒輪斷軸現象。

(2)收球網：收球網是膠球清洗系統中的關鍵設備，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引出打回裝球室。

現在生產的收球網是目前最先進的結構形式，它的柵網板可以轉動；在膠球裝置投運時，網板處于收球位置，在不投運清洗裝置時，該柵網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。網板的轉動定位由電動執行機構執行(小型收球網為手動控制)。柵網板到位與否是保證收球網收球效率的關鍵之處。

(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：它是膠球清洗系統中使膠球進行不斷循環的動力設備。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氣器中。它也可作為收球網膠球引出管的匯合和接球管的分流三通管使用。

2.4安裝說明和注意事項
(1)膠球清洗裝置投運前，首先對凝汽器水室及冷卻管內壁硬垢清除干凈，冷卻管有裂紋和內徑變形的一一更換，以便膠球暢通無阻。

(2)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。

(3)系統管路布置宜簡單、短直、彎頭數量盡可能減少。

(4)合理選用膠球泵，要有足夠的流量，出口壓力要略大于循環水壓力(約0. 2MPa以上)。

(5)定期檢查裝球室膠球數量，不斷補充、滿足清洗要求。

(6)定期檢查收球率，如：回收率過低，可檢查以下四個方面：

a、收球網柵板是否處在收球位置，且是否到位。
b、凝汽器水室是否有雜物，堵塞冷卻管口，阻礙膠球的通過。
c、膠球泵出口壓力是否正常
d、檢查膠球破損情況，及時換球。

3.凝汽器膠球清洗演示
凝汽器膠球清洗演示詳見附件。

4.技術效果分析
平陰山水水泥有限公司余熱電站汽輪發電機組凝汽器自2008年8月份使用了膠球清洗裝置后，取代了酸洗工藝，凝汽器的真空達到-0.094MPa以上，即使在環境溫度35℃的高溫季節，凝汽器的真空卻能保持在-0.090MPa以上。端差小于額定端差8℃，最高達到6℃。根據計算，對平陰山水2條5000t/d水泥窯余熱電站，當真空由-0.092MPa升至0.093MPa時，發電量平均提高238kW，當真空從-0.086MPa升至-0.094MPa，發電量提高1270kW。實際數據也是這樣，發電功率平均由原來的14000～15000kW提高到目前的15200～16200kW，平均提高了1200kW。如按年運轉7200h計算，全年可增加發電量864萬kWh，若按每kW電費為0.50元計，全年節省電費支出432萬元，經濟效益十分明顯。

5.結論
凝汽器膠球清洗系統是一項成熟技術，它具有結構簡單、操作方便、膠球回收率高(≥97%)、二次濾網過濾能力強等特點。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，真空可從清洗前的-0.086MPa提高到-0.094MPa，發電功率平均提高1200kW，全年節省電費支出432萬元。考慮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。