冷凝器强化换热技术.docx

RCCS强化换热装置

概述：
汽轮机是火电厂的重要设备，通过汽轮机，蒸汽的热能转化为机械能，为发电机发电提供动力。凝汽器是汽轮机的附属设备，在凝汽器里汽轮机排汽转化为凝结水，体积缩小，压力降低，汽轮机进出蒸汽焓差增大，做功能力提高。凝汽器也为系统水汽循环提供了必要条件。凝汽器工作性能的好坏直接影响到系统的热经济性。衡量凝汽器工作性能的指标主要有端差和真空。
凝汽器是一个表面式换热器，在壳程里流动的是汽轮机排汽和凝结水，管程里流动的是冷却水。冷却水吸收蒸汽热量后蒸汽凝结成水，冷却水温度升高后排出凝汽器。表面式换热器存在换热管结垢的问题，凝汽器也不例外。凝汽器铜管内壁结垢会严重影响换热效果，大大降低系统的热经济性。凝汽器结垢影响主要体现在端差升高和真空降低。在系统来说主要是发电汽耗增加，煤耗增加，经济效益下降。
水垢的形成：（摘自火电节能技术文献）
汽轮机组运行时必须有大量的冷却水通过凝汽器来冷却汽轮机排汽，循环冷却水的水温在15℃—35℃之间，适宜藻类和微生物繁殖。循环使用中，大量的水分被蒸发，而补充水中又含有杂质和盐类化物，冷却水的盐类不断浓缩，水中的碳酸氢钙浓度越来越高，游离CO2-却不断挥发，使Ca（HCO3）2分解为CaCO3而析出形成水垢：
Ca（HCO3）2=CaCO3↓+CO2↑+H2O
碳酸盐水垢的产生严重影响了金属的传热效果，循环水温又适合藻类和微生物繁殖生长，脱落下的藻类易发生粘垢，致使循环冷却水水质不断恶化。
循环水在凝汽器铜管内流动，吸收大量的热量，保证了汽轮机正常运行。根据流体力学原理，液体在管道内流动分为层流和紊流两种基本现象。层流边层是紧靠管壁的一层，流速很慢，水中的CaCO3和粘垢最易滞留在管内壁上，形成水垢。
水垢的危害：（摘自火电节能技术文献）
1、凝汽器管内壁形成水垢后，换热效果下降，导致真空下降，能耗上升，严重时要降低发电负荷或停机清洗。据有关资料介绍，水冷设备换热器中水垢厚度为2.16mm时，传热系数平均下降51%，设备运行效率下降50%，而形成水垢的时间仅25天。如此短的积垢时间和低传热效率，导致凝汽器长期处在低效率中运行。
2、增加了冷却循环水系统的水流阻力，降低了冷却水的流量，增加了循环水泵的能耗。
3、由于水垢的热导率很低，因而急剧降低了凝汽器的传热系数，导致凝汽器真空降低，按照不同汽轮机的试验资料，真空度每降低1%，汽耗增加1～1.5%,当蒸汽流量不变，将降低汽轮机组的出力。据有关资料介绍，水冷设备换热器中水垢厚度为2.16mm时，传热系数平均下降51%，设备运行效率下降50%，而形成水垢的时间仅25天。
凝汽器结垢对真空度的影响
机组容量(Mw)水垢厚度(mm)真空降低(kpa)真空度降低(%)汽耗增加（%）1001.2～2.026.7～33.33～53～7.5500.8～1.220.0～40.02～42～6注：真空度降低1%，汽耗增加1～1.5%,当蒸汽量不够，降低汽轮机出力1～2%。
4、水垢的附着，特别是粘泥的附着，会在附着物下部发生局部腐蚀甚至破裂和穿孔。水垢的附着凝汽器管会导致铜管堵塞，严重影响设备运行。
5、凝汽器管的损坏会造成凝汽器的严重泄露，情况严重或处理不当会造成锅炉水冷壁管的爆破，严重危及锅炉的安全运行。

RCCS装置原理：（整理）
在凝汽器内安装本装置后，当汽轮机组运行时，无需外加动力，利用水的流速驱动本装置的旋转部件长期在铜管内不停地快速旋转，改变管内水的流动状态，强化换热。同时，破坏水垢和粘泥的形成机理，使水垢和粘泥不能在管壁上滞留，排除了结垢的可能。
装置特点：
采用高分子聚合材料制成，耐温0℃≤T≤100℃，自润滑，耐酸碱腐蚀，耐磨，抗老化，其密度与水的密度相近，能较好地浮动在管的中心部位，在运行时可避免与金属的硬摩擦，使管内除垢均匀化，同时还保护了金属表面的氧化膜，较好地解决了冷却管的使用寿命。
适用范围：（火电一般采用开式或闭式系统)
所有的开式循环和直流冷却系统都能安装本装置，解决凝汽器的结垢和换热效率低下的难题，大幅度提高发电经济效益。
装置作用：
1、强化凝汽器换热管水侧换热效果（提高真空，降低端差）。
2、保持凝汽器换热管内长期干净无垢，无需清洗，提高设备寿命及有效运行时间。。
3、减缓垢下腐蚀，延长凝汽器换热管使用寿命。
4、减少发电汽耗0.1kg/kwh及以上,减少补充水量50％左右，减少加药量50％左右。（摘自火电节能技术文献）
安装、运行注意事项：
1、在安装技术改造产品前甲方必须对凝汽器铜管进行彻底清洗，以免因存留水垢损坏改造装置和影响改造运行效果。
2、凝汽器的循环水中无塑料袋，杂物，烂草，大的水生物等杂物。
3、装置自安装完毕投入运行，循环水水质要保持安装改造前之状态，不能擅自改变，更不能突然停止加药。具体的加药量