火力發電、余熱發電凝汽器自動除垢強化換熱裝置

一、裝置工作原理

    在凝汽器換熱管內安裝汽輪機凝汽器自動清洗和強化換熱裝置，當汽輪機組運行時，該裝置無需外加動力，利用水的流速驅動本裝置的旋轉部件長期在換熱管內不停 地快速旋轉，改變管內水的流動狀態，使貼近管壁的滯留層消失，層流邊界層被消減，紊流層擴大，拋物線式換熱現象消除，從而使裝置有一定的傳熱強化作用。在 螺旋紐帶的導流下，冷卻水呈螺旋線流動，不斷沖刷管壁，污垢不能長時間停留在管壁上，有效地防止了污垢的大量形成，保證了換熱管的干凈光亮。經部分電廠使 用證明，該裝置節能增效的經濟效益十分顯著,一般投資回收期不超過10個月。

二、裝置作用
     1、強化凝汽器換熱管水側換熱效果（提高真空，降低端差）。
     2、保持凝汽器換熱管內長期干凈無垢，無需清洗，提高設備壽命及有效運行時間。
     3、減緩垢下腐蝕，延長凝汽器換熱管使用壽命。
     4、減少發電汽耗,減少補充水量，減少加藥量。

三、裝置特點
     采用高分子聚合材料制成，耐溫0℃≤T≤100℃，自潤滑，耐腐，耐磨，抗老化，其密度與水的密度相仿，能較好地浮動在管的中心部位，在運行時可避免與金屬的硬摩擦，使管內除垢均勻化。
     旋轉摩擦件采用耐磨陶瓷，大大提高裝置使用壽命。

四、裝置安裝
    自動除垢強化換熱裝置安裝簡單，不需對凝汽器本體作任何改動。
    凝汽器換熱管在安裝本裝置前必須清洗干凈，否則不能安裝。干凈的標準是安裝時螺旋紐帶穿入順暢，轉動輕盈無卡澀感。我公司可以提供清洗技術指導。
    凝汽器換熱管清洗干凈后，用手把裝置紐帶部分插入管內，在換熱管進口端用手將支架固定住即可，換熱管出水端螺旋紐帶為自由活動方式，沒有任何固定部件。

五、適用范圍

    所有的開式循環和直流冷卻系統，所有類型的凝汽器換熱管如銅換熱管、不銹鋼換熱管、鈦管都能安裝本裝置，解決凝汽器的結垢和換熱效率低下的難題，大幅度提高發電經濟效益。

六、實施條件和進度
    實施條件：（1）安裝前應清洗換熱管，保證每根換熱管干凈無垢，裝置安裝順暢。（2）檢查冷卻水濾網，為了保證自動除垢強化換熱裝置螺旋紐帶安全運行，防止雜物進入凝汽器，對循環冷卻水入口的一級濾網上敷設濾網。加設過濾網可根據用戶實際情況決定。
    實施進度：根據業主方工作要求制定。
    本裝置設計使用壽命10年，質保1年，質保期內出現產品質量問題免費更換。

七、凝汽器自動除垢強化換熱裝置運行維護管理規范
    自動除垢強化換熱裝置及相關設備的正常維護是螺旋紐帶正常運轉，保證凝汽器良好換熱效果的重要工作，一定要給予重視。
   （1）裝置自安裝完畢投入運行，循環水水質要保持安裝改造前之狀態，不能擅自改變，更不能突然停止加藥。具體的加藥量和循環水水質要在運行中摸索，循序漸進，以機組整體經濟效益最大為依據。
   （2）如果凝汽器及其它真空系統不嚴，凝汽器安裝本裝置后換熱效果增強會導致凝汽器空氣泄漏量增加（蒸汽中1%含量會導致換熱效率降低50%） 。凝汽器汽側空氣不能及時排出存量過大導致凝汽器端差增高影響凝汽器換熱效果和改造責任不明。因此凝汽器清洗后需進行查漏試驗和真空試驗（真空下降速度小于0.4KPa/分鐘為合格），以及檢查抽氣器的抽氣能力，確保凝結水過冷度小于0.5℃。
   （3）改造后凝汽器冷卻水量要根據實際情況進行調整，使凝汽器的真空處于最佳狀態，節約自用電。凝汽器不切實際的真空過高將導致漏氣嚴重，凝結水過冷度超標，機組熱經濟性反而降低。
   （4）定期檢查各級濾網，及時清除雜物，減小流動阻力，保證循環水水質。
   （5）機組停運應及時打開人孔檢查裝置狀況，及時清理裝置進口及管板上的雜物。
   （6）用手逐根轉動進口處的旋轉軸，如果轉動靈活，說明運行正常，沒有雜物進入，如果支架和旋轉軸沒有缺陷，無須更換。
   （7）用手逐根轉動進口處的旋轉軸，如果轉動不靈活或轉不動，說明有雜物進入換熱管導致紐帶不能轉動，此時需要把紐帶拔出來，清理掉換熱管內雜物后，把紐帶重新安裝好，如果支架和旋轉軸或紐帶有缺陷，需要更換。 

八、本裝置對冷卻水系統的阻力影響
   （1）安裝本裝置后，在循環水量不變的情況下，循環水阻力會上升，但在循環水系統正常運行允許的范圍內。因為本裝置在換熱管內占有一定的通流截面積，并需要一定的流動能量。固定支架進入換熱管的長度為15mm，壁厚為1mm，旋轉軸的直徑為4 mm, 支架和旋轉軸總的影響流通面積較小。由于支架進入換熱管的長度僅為15mm，而不是換熱管整個長度，因此其節流造成的局部阻力較小，大概為200Pa左右。紐帶是隨水流自由活動的，沿程阻力也不大，大概300Pa／米左右，冷卻水流速大，阻力取大值。體現在冷卻水進口水壓有所升高，但完全在設備和工藝的允許范圍內。對冷卻水的減少量在5%以下。
   （2）本裝置對冷卻水的水阻影響比換熱管壁結有0.2mm污垢的影響還要小，但安裝本裝置后端差明顯降低，真空明顯升高，機組經濟效益明顯提高。
   （3）安裝使用本裝置的用戶反映安裝本裝置前后循環水泵的功率沒有升高，反而在電流方面有所降低。

九、本裝置斷帶情況
    南京高和環境工程有限公司根據多年凝汽器節能改造運行情況，自動除垢強化換熱裝置即螺旋紐帶制造工藝不斷改進，現在基本解決斷帶問題。

十、本裝置和膠球清洗裝置的比較

   （1）膠球清洗裝置的運行是人為控制的，是定期進行的。由于凝汽器本體結構的先天性（如局部渦流、流速不均、換熱管管徑不一等），使膠球的運動呈現概率性 和習慣性，有的換熱管長期或始終得不到清洗，凝汽器整體清洗效果不好，膠球回收率不高。膠球對硬垢無能為力，反而會使膠球卡塞在換熱管里，造成換熱損失。 更重要的是膠球清洗裝置沒有在線強化換熱的能力，不能大幅度提高凝汽器的換熱效果，充其量只能使凝汽器的換熱效果達到換熱管為光管時的狀態。 
   （2） 自動除垢強化換熱裝置是在凝汽器每根換熱管里安裝，在線連續清洗和強化換熱，保證了換熱管始終干凈無垢，大大增強了換熱管內壁對流換熱能力，使凝汽器整體換熱效果增強，遠高于換熱管為光管時狀態，即設計狀態。

    本裝置還免除了膠球清洗裝置人工操作的隨意性和能耗，減少加藥量，減輕換熱管垢下腐蝕，免除頭疼的停機人工清洗，持續經濟效益巨大，是膠球清洗裝置的最好替代品。