发电厂凝汽式汽轮机组
凝汽器防水垢与强化传热的新技术应用
国家电网“凝汽器防垢节能工程”
前言
建设节约型社会，实现可持续发展，是总结现代化建设经验、从我国的国情出发而提出的一项重大决策。我国是一个人口众多、资源相对不足、生态先天脆弱的发展中国家。随着经济快速增长和人口不断增加，努力缓解资源不足的矛盾，不断改善生态环境，实现可持续发展，已经成为十分紧迫的任务。
近年来，我国资源供应频频告急，经济建设与资源的矛盾从未像今天这样严重，经济社会可持续发展所受到的阻援瓶颈制约日见凸显。据统计，今年上半年我国GDP增长10.9%，单位耗能同比上升0.8%，4%的年节能任务任重道远，企业节能压力巨大。与此同时，能源生产和消费所带来的环境问题也不容乐观。以二氧化硫排放为例，全国二氧化硫排放90%左右是燃煤造成的。煤炭在我国一次能源结构中的主要地位及其对我国国民经济高速、健康、持续发展的支柱作用已是毋庸置疑的，因此，大力推进以降低煤耗为目标的节能技术应用，对提高煤炭作为燃料的利用效率和作为原料的利用价值有着非常重要的现实意义，同时，也是实现经济、能源、环境协调发展的必然要求。
从能源长期发展战略高度来审视，必须寻求一条可持续发展的能源道路。在保证能源供应质量和水平的情况下，减轻能源供应压力的最有效办法就是节能。大力节约能源，提高能源利用率，是实现可持续发展的重要战略之一。
火电厂凝汽器防垢节能最佳解决方案
目前,我国火电厂凝汽式汽轮机组普遍采用胶球清洗装置解决凝汽器结水垢问题，但在应用中不同程度的存在以下问题：一是不能全天候清洗，除垢效率不佳；二是因水垢难以除尽，严重影响凝汽器的换热；三是易出现“死球”现象，堵塞管路，影响凝汽器有效换热；四是因胶球易磨损且回收率低，需一定人工、材料、电耗等运行成本和检修成本；五是因胶球的适用性有一定限制，不同水质或水质变化导致除垢效果不稳定。
螺旋纽带技术在设计思想上摆脱了传统的被动清洗除垢概念，在国外已是胶球除垢的成熟替代产品，近年来国内电厂已经大量改造应用。与胶球清洗装置相比，螺旋纽带技术克服了以上五个问题，其设计理念不但变被动除垢为有效防垢，而且在无垢的平台上强化换热，提高真空度2Kpa以上，相当降低发电的煤耗4克以上。一次投入可保证五年以上免维护稳定运行，在达到胶球方式经济效益的基础上，还进一步提高了汽机热效率，节能效益显著。在目前已投用的电力企业中，均达到每度电节约发电标准煤6克以上。在投资效益上，以普通200MW机组、年运行5000小时为例，按节标煤6克/度计算，每年可节煤6000吨，若每吨标煤500元，每年节能直接经济效益至少为300万元。螺旋纽带的保质期为五年，一般投资回收期1.5-1.7年，与胶球方式相比，因减少了使用胶球补充及运行、检修、人工等成本，实际投资回收期只需一年。在五年质保期内，200MW机组节能效益在1000万元以上。以上效益分析未考虑因节煤带来的降低设备损耗、环保等间接经济效益。因此，直接采用或用螺旋纽带技术替代原有胶球方式是火电厂凝汽器防垢节能最佳解决方案。
螺旋纽带技术与传统方式的比较
与胶球清洗装置的比较
与阻垢缓蚀剂的比较
螺旋纽带装置技术简介
光管内插入纽带改善传热技术在国外已有五十年的历史。国内科研机构上世纪九十年代中期开始研究，二零零一年我公司率先将科研成果转化为产品推向市场。目前，“神力通”牌螺旋纽带装置适用0.15—60万KW各种汽轮机配套真空冷凝器、空冷器、冷油器。二零零二年产品获国家专利，专利号：ZL 02 2 66832.2。经过多年的实践及产品的升级换代，产品的应用已超过五年，进入成熟阶段。
解决凝汽器结垢，别人研究的是如何除垢，〝神力通” 牌产品的功能是防垢，除垢与防垢虽一字之差，却相差万里。除垢是有垢然后除，但垢已经影响了凝汽器换热，使凝汽器在低效率状态下运行。防垢是不让它结垢，凝汽器在无垢状态下运行，换热效果自然好，同时在无垢的平台上实施强化传热，变单一“除垢”为“防垢+节能”。根据我们在许多厂家应用的经验，螺旋纽带装置可长期使真空（不包括水温及其他原因影响）保持在清洗干净时的水平之上牌。 |
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螺旋纽带装置示意图
产品技术原理
根据流体力学原理，铜管内流动的循环冷却水在外力作用下以不同的流速流过铜管内同一断面，紧贴管壁的层流边层流速很慢，水中的CaCo3和粘垢最易滞留在铜管内壁上，形成滞留层即水垢。根据有关资料介绍，水冷设备换热器中水垢厚度 >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为25天，可见如果不采取有效措施，凝汽器将长期处在低效率中运行。为提高凝汽器运行效率，我公司研制了螺旋纽带装置。当汽轮机运行时，流动着的冷却水驱动螺旋纽带长期不停地在管内自身旋转，旋转着的螺旋纽带改变了管内水的流动状态，使直流变成涡流，强烈地扰动着层流边层，使碳酸钙水垢不能在管壁上滞留而带出水管。它能长期保持管内壁干净无垢，只要螺旋纽带在转，它就结不了垢。同时螺旋纽带的强力扰动，使对流传热中热阻最大的层流边层的传热得到有效增强。
技 术 原 理 图
装 置 工 作 原 理 图
产品特点：
防垢
防垢是有效阻止结垢，旋转着的螺旋纽带改变了管内水的流动状态，使直流变成涡流，使碳酸钙水垢不能在管壁上滞留，只要螺旋纽带在转，它就结不了垢，保证凝汽器管道在无垢状态下运行，换热高效稳定。根据我们在许多厂家应用的经验，螺旋纽带装置可长期使真空保持在清洗干净时的水平之上，保持铜管内壁长期干净无垢。由于采取的是旋转水冲刷管壁，也保护了铜管内氧化膜。
强化换热
当汽轮机运行时，流动着的冷却水驱动螺旋纽带长期不停地在管内自动旋转，旋转着的螺旋纽带改变了管内水的流动状态，使直流变成涡流，强烈地扰动着层流边层；同时，螺旋纽带的强力扰动，使对流传热中热阻最大的层流边层的传热得到有效增强。传热系数大辐度提高，提高并保持凝汽器真空度。目前在实际应用中，降低凝汽器端差并保持在5℃-8℃以下，真空在使用胶球的基础上可上升2Кpa，节标煤6克。同时由于免清洗，提高了设备寿命，抽凝机组在同等负荷下，可增加抽汽量，可减少循环水系统加药量。
性能稳定
螺旋纽带采用高分子材料，耐磨材料合金而成；支架采用耐磨性自润滑性好的材料，有良好的耐油、耐过氧化物性能，可在120℃以下温度中长期使用，对酸碱稳定性好；纽带具有抗蠕变性，抗冲击、抗弯曲的强度等机械性能高；对水，无机盐，碱和酸类几乎完全没有影响，热变形温度大于120℃；产品保质期5年。
产品安装及应用要求
安装前用户单位必须清洗干净，安装时间2—8天。
螺旋纽带装置安装示意图
应用技术要求
- 要求在进水口加滤网。防止杂物进入。（无塑料袋，草根等杂物的单位可以考虑不加滤网）
- 螺旋纽带启动压差小机组0.05Mpa，大机组0.1Mpa ，压差越大，流速越快，效果越好。
- 高硬度水质须软化后才能使用。
- 产品规格型号说明：
产品外形尺寸
产品售后服务
- 所有元器件保修五年，保质期内对装置提供免费质保。
- 接报修电话后，三个工作日内派出专业人员到达现场，并及时采取相应有效措施，保证用户的利益。
- 保质期内，在正常使用情况下，零部件损坏的，免费更换。
- 质保期满后维修只收取工本费。
螺旋纽带装置使用前后对比表
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