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火力發(fā)電廠凝汽、換熱、冷油器的綠色水處理技術(shù)的改造

添加時間：2015/8/12

凝汽器www.zc-cm.com是汽輪機組的一個重要組成部分，其作用是將汽輪機排汽冷卻凝結(jié)成水，形成高度真空，使進入汽輪機的蒸汽能膨脹到遠低于大氣壓力而多做功。凝汽器工作性能的主要指標(biāo)，是影響汽輪機組安全經(jīng)濟運行的主要因素之一。影響凝汽器真空的因素比較復(fù)雜，包括凝汽器傳熱性、凝汽器熱負(fù)荷、銅管清潔率、冷卻水溫、冷卻水量、冷卻水系統(tǒng)的特性等。對于一臺已經(jīng)投運的抽汽凝汽式機組，凝汽器的冷卻面積、冷卻水量、凝汽器熱負(fù)荷等已基本固定，冷卻水系統(tǒng)的特性、冷卻方式、冷卻水溫也受到電廠的地理位置、季節(jié)氣候等因素限制。提高并維持較高的銅管清潔率是保持凝汽器真空高的最有效途徑。凝汽器銅管水側(cè)的臟污和結(jié)垢是導(dǎo)致凝汽器真空惡化的最主要最常見的原因。

凝汽器水側(cè)污垢的形成及危害

⑴ 垢類的形成及特性

水垢是一種與水的硬度密切相關(guān)的結(jié)晶體，當(dāng)水被加熱蒸發(fā)時，水垢就會形成。水垢會阻塞管道或附著沉淀在熱傳導(dǎo)表面，導(dǎo)致熱耗和熱阻力增加。

污垢的形成是一種極其復(fù)雜的熱量、動量和質(zhì)量交換過程，而且污染現(xiàn)象遍及自然過程。電廠多采用井水、河水作為循環(huán)水，水中含有溶解在水中的鹽類、灰塵、泥砂、微生物等雜質(zhì)，循環(huán)水系統(tǒng)的冷卻水由于蒸發(fā)損失、風(fēng)吹損失等不斷濃縮，雜質(zhì)在水中的比例也不斷增高，因此、污垢的形成概率也高。

一般來說，凝汽器銅管水側(cè)污垢可以粗略按結(jié)晶體的形成機理分為三大類；水垢、污垢、生物黏泥。

⑵ 垢類的分類及其危害

水垢

水垢的主要成分為CaCO3，來源于Ca（HCO3）2的受熱分解及CO2的散失。余量為鎂、銅、鐵等腐蝕產(chǎn)物泥渣沉積物堅硬、致密，不易清除，一般需采用化學(xué)清洗方式除垢，冷卻效率低、真空下降、端差上漲、負(fù)荷降低，且易產(chǎn)生垢下腐蝕。

污垢

空氣及補充水中雜質(zhì)、灰塵、泥砂、微生物群體，以及金屬腐蝕產(chǎn)物的沉積、疏松，用機械方法可清除，危害小于水垢，但能加速水垢的生成和引起管道腐蝕。

生物黏泥

菌藻類的繁殖、滋生、新陳代謝產(chǎn)生的分泌物生物殘骸，形成松軟，附著力強，成絮狀，用高壓水可清除。

污垢的危害熱阻增大

循環(huán)水在凝汽器銅管內(nèi)流動，吸收大量的熱量，保證了汽輪機的正常運行。工業(yè)換熱器內(nèi)，一般管道內(nèi)水流的流動總是處于湍流狀態(tài)。根據(jù)管道內(nèi)受迫流動換熱理論，液體在管道內(nèi)流動分為層流邊階層、過渡流層、紊流區(qū)三種基本現(xiàn)象，并由于流體的粘性而具有不同的流動速度。層流邊界邊界層是貼附于管壁的一層，流速非常緩慢，水中的caco3等污垢最易滯留在管內(nèi)壁上形成污垢；并且，層流邊界層雖然很薄，但緊靠管壁，熱阻很大，影響傳熱效果。

使排汽溫度升高

污垢的導(dǎo)熱系數(shù)很小，大大地增加了傳熱熱阻，造成傳熱系數(shù)降低，使循環(huán)冷卻水吸熱不良，減緩了排汽的凝結(jié)速度，致使排汽壓力升高、排汽溫度升高。而排汽溫度的升高又導(dǎo)致有更多的熱量需要冷卻水帶走，使循環(huán)冷卻水溫度升得很快。冷卻水溫度升高后又進一步惡化真空，形成惡性循環(huán)。表面上看很容易判斷為是由于冷卻塔冷卻效果不良所致，其實冷卻水溫度高的原因在冷卻塔冷卻效果一定的情況下是凝汽器真空低直接導(dǎo)致。

改變了設(shè)備的運行參數(shù)

水側(cè)污垢不僅使凝汽器清潔率下降和冷卻面積減少，增加了冷卻循環(huán)水阻力，降低了冷卻水的流量，還增加了循環(huán)水的出口壓力和循環(huán)水泵的能耗，使換熱效率減小。

使汽輪機組的經(jīng)濟效益降低

真空降低使蒸汽的有效焓降減小，會影響汽輪機組運行的經(jīng)濟性。

電站凝汽器一般運行經(jīng)驗表明：凝汽器真空每下降1kpa，汽輪機汽耗會增加1.5%--2.5%；真空過低時會限制機組出力，嚴(yán)重時要停機清洗，影響汽輪機組的經(jīng)濟效益。

威脅機組的安全運行

真空過低，會使低壓缸、排汽缸溫度升高，引起汽輪機軸承中心偏移，嚴(yán)重時會增大汽輪機組的振動；當(dāng)真空降低時，為保證機組出力不變，必須增加蒸汽流量，從而導(dǎo)致軸向推力增大，使推力軸承過負(fù)荷，影響汽輪機組的安全運行。

引起垢下腐蝕

水垢下腐蝕是凝汽器銅管腐蝕的主要形態(tài)。水垢造成銅管表面不同部位上的供氧差異和介質(zhì)濃度差異會導(dǎo)致局部腐蝕。銅被氧化生成cu2+及cu+離子傾向于水解生成氧化亞銅，并使銅管及管板泄漏，循環(huán)水進入凝結(jié)水，在無法預(yù)知的情況下，鍋爐給水品質(zhì)變差，威脅著鍋爐及發(fā)電機組的安全運行，也直接影響發(fā)電廠的經(jīng)濟效益。

降低凝汽器的使用效率

銅管內(nèi)壁形成污垢的速度很快，根據(jù)文獻，凝汽器銅管清掃24h后，清潔系數(shù)從1.0變?yōu)?.692，實際傳熱系數(shù)由2.93kw/（m2.℃）降到1.98kw/（m2.℃），致使排汽溫度從31.5℃上升到35.5℃.而0.1mm厚污垢的熱阻足以讓1mm厚的銅管的導(dǎo)熱熱阻被忽略不計。如此短的積垢時間和低的傳熱效率，導(dǎo)致凝汽器長期處于低效率運行中。

火力發(fā)電廠供水管路安裝圖