凝汽器螺旋紐帶

凝汽器螺旋紐帶第一頁(yè)，共三十頁(yè)，編輯于2023年，星期日公司簡(jiǎn)介人類社會(huì)進(jìn)入二十一世紀(jì)，能源與環(huán)保問(wèn)題被各國(guó)政府和全社會(huì)提到了前所未有的高度，引起了廣泛關(guān)注和高度重視。社會(huì)的迫切需求為我們開(kāi)展的節(jié)能環(huán)保事業(yè)提供了廣闊的舞臺(tái)。西安輸力強(qiáng)新技術(shù)有限公司以社會(huì)需求為己任，大力開(kāi)展節(jié)能環(huán)保新技術(shù)和新產(chǎn)品的科研開(kāi)發(fā)及推廣應(yīng)用，為廣大用戶解決生產(chǎn)中的實(shí)際問(wèn)題，為企業(yè)的節(jié)能減排工作提供技術(shù)支持。公司技術(shù)力量雄厚，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富，擁有多項(xiàng)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國(guó)家專利和其它非專利技術(shù)，這些技術(shù)都是針對(duì)我國(guó)能源系統(tǒng)的狀況經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期實(shí)踐摸索出來(lái)的，具有投資小、安裝簡(jiǎn)單、工藝簡(jiǎn)便、維護(hù)量小、回收期短等特點(diǎn)，非常適合企業(yè)進(jìn)行節(jié)能環(huán)保技術(shù)改造方面的需要。公司本著“誠(chéng)實(shí)守信、開(kāi)拓創(chuàng)新”的經(jīng)營(yíng)理念，與廣大客戶開(kāi)展愉快合作，實(shí)現(xiàn)雙贏的目標(biāo)，使我們事業(yè)的舞臺(tái)更加寬廣。第二頁(yè)，共三十頁(yè)，編輯于2023年，星期日為順應(yīng)國(guó)家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，努力創(chuàng)建節(jié)約型社會(huì)，西安輸力強(qiáng)新技術(shù)有限公司始終以企業(yè)的節(jié)能降耗工作為己任，憑借自身科技優(yōu)勢(shì)，研發(fā)出適用于火電廠汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)節(jié)能增效的最新科研成果“凝汽器自動(dòng)除垢強(qiáng)化換熱裝置”（專利號(hào)ZL200320102949.X）。第三頁(yè)，共三十頁(yè)，編輯于2023年，星期日

1、提高凝汽器效率的理論分析我國(guó)的火力發(fā)電機(jī)組發(fā)電量占全部發(fā)電量的70%左右，其中凝汽式（包括抽凝機(jī)組）發(fā)電機(jī)組占有絕對(duì)比例?；鹆Πl(fā)電廠發(fā)電系統(tǒng)是在鍋爐中通過(guò)燃燒石化燃料產(chǎn)生蒸汽，利用蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)作功，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電的系統(tǒng)。汽輪機(jī)排汽幾乎全部在凝汽器中凝結(jié)成水，送入鍋爐得到循環(huán)利用。凝汽器的換熱性能好壞，直接決定了汽輪機(jī)發(fā)電效率高低。大型火力發(fā)電廠各項(xiàng)熱損失大約為：汽輪機(jī)排汽熱損失50.5%，鍋爐熱損失8%，汽輪機(jī)機(jī)械損失0.5%，發(fā)電機(jī)損失0.5%，管道熱損失0.5%，總熱損失60%，全廠熱效率40%左右。由上可見(jiàn)，發(fā)電廠的熱損失主要集中在汽輪機(jī)排汽熱損失上。鍋爐熱損失等只占極小的比例，減少的余地不大，主要因素是汽輪機(jī)排汽熱損失，占全廠總熱損失的50%左右，提高熱效率的潛力巨大。第四頁(yè)，共三十頁(yè)，編輯于2023年，星期日發(fā)電廠各項(xiàng)熱損失構(gòu)成如下圖鍋爐管道汽機(jī)排汽汽機(jī)排汽發(fā)電機(jī)第五頁(yè)，共三十頁(yè)，編輯于2023年，星期日火力發(fā)電廠的熱力循環(huán)圖-朗肯循環(huán)示意圖3214S0T56改造前改造后第六頁(yè)，共三十頁(yè)，編輯于2023年，星期日上圖中：4-5-6-1為水在鍋爐中定壓加熱、汽化和過(guò)熱過(guò)程；1-2為蒸汽在汽輪機(jī)中定熵膨脹做功過(guò)程；2-3為蒸汽在凝汽器中定壓凝結(jié)放熱過(guò)程；3-4為凝結(jié)水經(jīng)給水泵等熵壓縮后進(jìn)入鍋爐。圖中實(shí)線表示系統(tǒng)在設(shè)計(jì)狀況下運(yùn)行，系統(tǒng)效率較高。實(shí)際運(yùn)行中的每一臺(tái)機(jī)組凝汽器或多或少都有一定厚度的污垢，使凝汽器換熱性能降低，虛線表示系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，凝汽器附著粘泥后換熱性能不好導(dǎo)致汽輪機(jī)排汽溫度升高，凝結(jié)溫度升高，蒸汽在汽輪機(jī)中做功減少，系統(tǒng)效率下降。實(shí)線表示凝汽器改造后運(yùn)行狀態(tài)。第七頁(yè)，共三十頁(yè)，編輯于2023年，星期日層流底層和污垢對(duì)凝汽器換熱的影響：黃銅換熱管的熱導(dǎo)率為69W/mK，不銹鋼管和鈦管的熱導(dǎo)率更小，水垢的熱導(dǎo)率僅為0.45W/mK，試驗(yàn)表明，1mm厚的水垢能使換熱管的傳熱系數(shù)降低50%左右。蒸汽的熱量很難穿過(guò)水垢?jìng)鹘o冷卻水，導(dǎo)致?lián)Q熱管溫度升高，使得凝汽器端差增大、真空降低，機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性降低。文獻(xiàn)表明：凝汽器真空降低1%，汽耗增加1～1.5%。層流邊界層是貼附管壁的一個(gè)薄層，流速非常緩慢，水中的CaCO3等污垢最易在此滯留并最終在管內(nèi)壁上形成污垢；污垢的導(dǎo)熱系數(shù)很小，同樣會(huì)大大地增加傳熱熱阻，造成傳熱系數(shù)降低。傳熱系數(shù)降低會(huì)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、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，從而使循環(huán)冷卻水溫度很快升高。冷卻水溫度升高更不利于換熱，進(jìn)一步降低凝汽器真空，形成惡性循環(huán)。第八頁(yè)，共三十頁(yè)，編輯于2023年，星期日二、污垢的形成及對(duì)凝汽器運(yùn)行的危害1、污垢（水垢和粘泥的混合物）的形成汽輪機(jī)組運(yùn)行時(shí)必須有大量的冷卻水通過(guò)凝汽器來(lái)冷卻汽輪機(jī)排汽，循環(huán)冷卻水的水溫在15℃—35℃之間，適宜藻類和微生物繁殖。大量的水分被蒸發(fā)，而補(bǔ)充水中又含有雜質(zhì)和鹽類化物，冷卻水的鹽類不斷濃縮，水中的碳酸氫鈣濃度越來(lái)越高，游離CO2卻不斷揮發(fā)，使Ca（HCO3）2分解為CaCO3而析出形成水垢： Ca（HCO3）2=CaCO3↓+CO2↑+H2O碳酸鹽水垢的產(chǎn)生嚴(yán)重影響了金屬的傳熱效果，循環(huán)水溫又適合藻類和微生物繁殖生長(zhǎng)，脫落下的藻類易附著在換熱管壁，致使循環(huán)冷卻水質(zhì)不斷惡化。第九頁(yè)，共三十頁(yè)，編輯于2023年，星期日冷卻水換熱示意圖如下第十頁(yè)，共三十頁(yè)，編輯于2023年，星期日無(wú)擾動(dòng)換熱形成冷芯示意圖第十一頁(yè)，共三十頁(yè)，編輯于2023年，星期日2、污垢對(duì)凝汽器運(yùn)行的危害1、凝汽器換熱管內(nèi)壁形成水垢后，換熱效果下降，導(dǎo)致真空下降，能耗上升，嚴(yán)重時(shí)要降低發(fā)電負(fù)荷或停機(jī)清洗。增加了冷卻循環(huán)水系統(tǒng)的水流阻力，降低了冷卻水的流量，增加了循環(huán)水泵的能耗。2、由于水垢的熱導(dǎo)率很低，因而急劇降低了凝汽器的傳熱系數(shù)，導(dǎo)致凝汽器真空降低，按照不同汽輪機(jī)的試驗(yàn)資料，真空度每降低1%，汽耗增加1～1.5%，當(dāng)蒸汽流量不變，將降低汽輪機(jī)組的出力。3、水垢的附著，特別是粘泥的附著，會(huì)在附著物下部發(fā)生局部腐蝕甚至破裂和穿孔。4、水垢的附著凝汽器換熱管會(huì)導(dǎo)致?lián)Q熱管堵塞，嚴(yán)重影響設(shè)備運(yùn)行。5、凝汽器換熱管的損壞會(huì)造成凝汽器的嚴(yán)重泄露，情況嚴(yán)重或處理不當(dāng)會(huì)造成鍋爐鍋爐水冷壁管的爆破，嚴(yán)重危及鍋爐的安全運(yùn)行。第十二頁(yè)，共三十頁(yè)，編輯于2023年，星期日凝汽器清洗現(xiàn)場(chǎng)第十三頁(yè)，共三十頁(yè)，編輯于2023年，星期日三、凝汽器自動(dòng)除垢強(qiáng)化換熱裝置原理及作用1、裝置原理本裝置無(wú)須對(duì)凝汽器本體作任何改動(dòng)，凝汽器投入運(yùn)行后，本裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)部分—螺旋紐帶在冷卻水流動(dòng)能帶動(dòng)下，產(chǎn)生高速旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)動(dòng)的側(cè)刃帶動(dòng)水流對(duì)換熱管壁作用以周向的剪切力刮掃，使粘泥和成垢物質(zhì)不能附著在管壁，對(duì)管壁有很好的防垢保潔作用，使得管壁光亮如新。在螺旋紐帶導(dǎo)流下，冷卻水呈螺旋線流動(dòng)，對(duì)流換熱時(shí)間延長(zhǎng)，換熱能力提高。螺旋紐帶的高速旋轉(zhuǎn)，其側(cè)刃對(duì)近管壁的邊界滯流層產(chǎn)生有效的擾動(dòng)，層流邊界層被消減，紊流層擴(kuò)大，拋物線式換熱現(xiàn)象消除，從而使裝置有一定的傳熱強(qiáng)化作用。經(jīng)部分電廠使用證明，該裝置節(jié)能增效的經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。第十四頁(yè)，共三十頁(yè)，編輯于2023年，星期日第十五頁(yè)，共三十頁(yè)，編輯于2023年，星期日換熱管第十六頁(yè)，共三十頁(yè)，編輯于2023年，星期日2、裝置作用1）強(qiáng)化凝汽器換熱管水側(cè)換熱效果（提高真空，降低端差）。2）保持凝汽器換熱管內(nèi)長(zhǎng)期干凈無(wú)垢，無(wú)需清洗，提高設(shè)備壽命及有效運(yùn)行時(shí)間。。3）減緩垢下腐蝕，延長(zhǎng)凝汽器換熱管使用壽命。4）減少發(fā)電汽耗0.1kg/kwh及以上或同樣蒸汽流量下增加發(fā)電量2%～8%。3、裝置特點(diǎn)：采用高分子聚合材料制成，耐溫0℃≤T≤100℃，自潤(rùn)滑，耐酸堿腐蝕，耐磨，抗老化，其密度與水的密度相近，能較好地浮動(dòng)在管的中心部位，在運(yùn)行時(shí)可避免與金屬的硬摩擦，使管內(nèi)除垢均勻化，同時(shí)還保護(hù)了金屬表面的氧化膜，較好地解決了換熱管的使用壽命。第十七頁(yè)，共三十頁(yè)，編輯于2023年，星期日四、凝汽器自動(dòng)除垢強(qiáng)化換熱裝置的安裝維護(hù)1、裝置安裝自動(dòng)除垢強(qiáng)化換熱裝置安裝簡(jiǎn)單，不需對(duì)凝汽器本體作任何改動(dòng)。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(biāo)準(zhǔn)是安裝時(shí)螺旋紐帶穿入順暢，轉(zhuǎn)動(dòng)輕盈無(wú)卡澀感。我公司可以提供清洗技術(shù)指導(dǎo)。凝汽器換熱管清洗干凈后，用手把裝置紐帶部分插入管內(nèi)，在換熱管進(jìn)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(dòng)方式，沒(méi)有任何固定部件。第十八頁(yè)，共三十頁(yè)，編輯于2023年，星期日第十九頁(yè)，共三十頁(yè)，編輯于2023年，星期日

第二十頁(yè)，共三十頁(yè)，編輯于2023年，星期日五、其它1、適用范圍所有的開(kāi)式循環(huán)和直流冷卻系統(tǒng)，所有類型的凝汽器換熱管如換熱管、不銹鋼管、鈦管都能安裝本裝置，解決凝汽器的結(jié)垢和換熱效率低下的難題，大幅度提高發(fā)電經(jīng)濟(jì)效益。安裝前必須保證冷卻水系統(tǒng)干凈無(wú)雜物，否則會(huì)影響本裝置的正常運(yùn)行，導(dǎo)致凝汽器改造效果不理想，責(zé)任不明。我公司可以提供解決方案。安裝后采取措施保證真空系統(tǒng)嚴(yán)密性合格，以免過(guò)大的空氣存量影響改造后凝汽器運(yùn)行參數(shù)。2、使用壽命及質(zhì)量保證本裝置設(shè)計(jì)使用壽命5年，質(zhì)保期為1年，質(zhì)保期內(nèi)出現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題免費(fèi)更換。第二十一頁(yè)，共三十頁(yè)，編輯于2023年，星期日3、凝汽器改造經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算舉例：某200MW抽凝機(jī)組年運(yùn)行5000小時(shí)，上網(wǎng)電價(jià)0.3元/KWh，標(biāo)煤價(jià)格為500元/噸，高壓蒸汽價(jià)格為100元/噸，改造后發(fā)電汽耗降低了0.1kg/kwh，煤耗降低了6g/kwh，改造后機(jī)組在同等蒸汽流量下增加發(fā)電量2%。1）以同等蒸汽流量下增加發(fā)電量計(jì)算改造經(jīng)濟(jì)效益200000*2%*5000*0.3=600萬(wàn)元/年2）以改造前后減少煤耗計(jì)算改造經(jīng)濟(jì)效益200000*6*5000*500/1000/1000=300萬(wàn)元/年上面兩種計(jì)算方法得出的經(jīng)濟(jì)效益不一致，是因?yàn)槊汉碗姷母郊又挡灰恢?，即從煤轉(zhuǎn)化為蒸汽再轉(zhuǎn)化為電能的過(guò)程中能量損失和折舊不斷加大，蒸汽轉(zhuǎn)化為電的效率要小于50%，還沒(méi)有計(jì)算人工、介質(zhì)、折舊等項(xiàng)。一般采用第一種計(jì)算方法計(jì)算改造經(jīng)濟(jì)效益比較公允。以上沒(méi)有計(jì)算凝汽器改造后的節(jié)約補(bǔ)充水、節(jié)省廠用電、節(jié)省加藥量等經(jīng)濟(jì)效益。第二十二頁(yè)，共三十頁(yè)，編輯于2023年，星期日4、本裝置對(duì)冷卻水系統(tǒng)的阻力影響安裝本裝置后，在循環(huán)水量不變的情況下，循環(huán)水阻力會(huì)上升，但在循環(huán)水系統(tǒng)正常運(yùn)行允許的范圍內(nèi)。因?yàn)楸狙b置在換熱管內(nèi)占有一定的通流截面積，并需要一定的流動(dòng)能量。固定支架進(jìn)入換熱管的長(zhǎng)度為15mm，壁厚為1mm，旋轉(zhuǎn)軸的直徑為5mm,支架和旋轉(zhuǎn)軸總的影響流通面積較小。由于支架進(jìn)入換熱管的長(zhǎng)度僅為15mm，而不是換熱管整個(gè)長(zhǎng)度，因此其節(jié)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(dòng)的，沿程阻力也不大，大概400～500Pa／米，冷卻水流速大，阻力取大值。體現(xiàn)在冷卻水進(jìn)口水壓有所升高，但完全在設(shè)備和工藝的允許范圍內(nèi)。本裝置對(duì)冷卻水的水阻影響比換熱管壁結(jié)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(jī)組經(jīng)濟(jì)效益明顯提高。安裝使用本裝置的用戶反映安裝本裝置前后循環(huán)水泵的功率沒(méi)有升高，反而在電流方面有所降低。第二十三頁(yè)，共三十頁(yè)，編輯于2023年，星期日5、本裝置和膠球清洗裝置的比較膠球清洗裝置的運(yùn)行是人為控制的，是定期進(jìn)行的。由于凝汽器本體結(jié)構(gòu)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(yùn)動(dòng)呈現(xiàn)概率性和習(xí)慣性，有的換熱管長(zhǎng)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?qū)τ补笩o(wú)能為力，反而會(huì)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(méi)有在線強(qiáng)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(dá)到換熱管為光管時(shí)的狀態(tài)。50MW以下機(jī)組鮮有膠球清洗裝置成功運(yùn)行案例。螺旋紐帶裝置是在凝汽器每根換熱管里安裝，在線連續(xù)清洗和強(qiáng)化換熱，保證了換熱管始終干凈無(wú)垢，大大增強(qiáng)了換熱管內(nèi)壁對(duì)流換熱能力，使凝汽器整體換熱效果增強(qiáng)，遠(yuǎn)高于