凝汽器管壁清洗

凝汽器管壁清洗

一、凝汽器傳熱熱阻組成及影響分析：
1、凝汽器是汽輪機的主要輔機之一，其狀態的優劣直接影響汽輪機的熱耗率，所以在部頒檢修標準中被列為了大、小修的常規檢修項目。對于已投產運行的機組，是通過大、小修恢復機組效率的主要項目之一，尤其是機組小修對效率有提高的只有通過清洗凝汽器方可達到。
2、凝汽器內保持較高的傳熱效率是提高真空，達到節能降耗，提高機組運行經濟性的重要辦法，在忽略輻射傳熱的情況下，表面式凝汽器的總傳熱熱阻有水側對流換熱熱阻，管壁的純導熱熱阻和汽側的對流換熱熱阻三部分組成。

R總= +ln+


式中：L——管道長度
λ——管壁的導熱系數
d、d0——管壁內外直徑
α1、α2——水側和汽側的對流換熱系數
由于冷卻水（開式或閉式）都直接與外界環境接觸。所以加熱阻第二項ln主要有兩個方面的因素影響。

第一、水垢因素。由于無論是地面或地下水都會有一定硬度，換熱過程中鹽份析出，產生水垢附著在管壁的水側表面形成我們稱之為水垢熱阻。采用閉式循環系統的，凝汽器以水垢熱阻為主，開式循環系統較輕。
第二、微生物因素。水中含有的微生物在凝汽器的管壁上滋生繁衍并夾雜著污泥造成微生物污染。由于凝汽器管壁溫度運行時一般在30－40℃之間，這是各種微生物繁衍的最佳溫度，開式循環水系統以微生物熱阻為主。
金屬、污垢層導熱系統如下表：
表一、金屬、污垢層導熱系數

由上表可見垢層的熱阻是黃銅的130倍，即使是很薄的污垢如0.1mm，對傳熱的影響也是巨大的。
二、凝汽器的清洗范圍：
1、新建機組的凝汽器黃銅管宜進行投產前的清洗成膜，其范圍包括凝汽器管的水側和水室。其程序為除油和成膜處理。如果檢查銅管內表面有殘碳膜，則在成膜處理前可進行除殘碳膜清洗處理。
2、當運行機組凝汽器端差超過運行規定時，應安排抽管取樣檢查外壁有無腐蝕，內部隔板部位銅管的磨損減薄，內壁結垢、黏泥和腐蝕的程度。局部腐蝕泄漏或大面積均勻減薄量達1/3以上厚度時，應先換管再清洗，垢厚不小于0.5mm或污垢導致端差大于8℃時應進行清洗。
3、黃銅管清洗后應進行直接成膜。成膜工藝應根據電廠的實際情況選擇。
4、凝汽器中如有部分B30管及不銹鋼管清洗后可參與黃銅管成膜。
5、凝汽器中全部是B30管或不銹鋼管或循環水為負硬水，可以在化學清洗后不成膜直接投運，依靠水中溶氧自然鈍化。
三、凝汽器各種清洗方法的比較分析
針對上述污染因素，機組在運行中對于不同的循環系統采用的防止污染的方法是：
1、加氯或次氯酸鈉，目的是殺死微生物。
2、定期的進行膠球清洗。
A、化學清洗方法（酸洗）
在閉式循環系統中形成的硅酸鹽和碳酸鹽等較硬的水垢使用本方法。它的特點是清洗徹底，但清洗時要進行系統隔離，要進行預膜處理，殘存在管板脹口處的酸易對管口造成腐蝕損壞，而且此方法費用相當高。
1、化學清洗及成膜工藝過程
1)準備工作 ：
a）凝汽器汽側用除鹽水灌水查漏前應先將凝汽器兩端的管板吹干，在檢查時入發現冷凝管及管口脹接處有泄漏，應及時作出明顯標記，然后采取措施予以消除，并確認嚴密無泄漏方可進行下一道工序。
b）清洗前應根據冷凝管的材質在空抽區和高溫區等不同部位各抽一根管檢查，了解垢型、垢量及垢下腐蝕情況，確定清洗方案。
c）清洗前的小型模擬試驗的清洗液在配置時應考慮清洗水容積和表面積的實際比率、垢量及金屬鐵離子增大等影響因素。
d）冷凝管口內如有沉積淤泥或堵塞，應先進行人工沖通并沖洗干凈，在進行酸洗。人工不能沖通時應進行更換或堵死。
e）廢液處理的設施應安裝完畢，并能有效地處理廢液。
2)堿洗及水沖洗（必要時）：
當換熱管內含有油污、微生物、硫酸鈣垢等成分時，應選擇合適的配方進行堿洗。堿洗后應進行水沖洗，要求采用循環沖洗方式沖洗，沖洗終點出水PH值大于9.0。
3)酸洗：
酸洗時酸液的最低溫度不得在10℃以下，在冷凝管單管中的流速為0.1.m/s-0.25m/s,酸洗后水沖洗的流速宜大于酸洗流速。
4)成膜：
a）膠球擦洗：酸洗沖洗后及時進行膠球擦洗（必要時），膠球擦洗一般采用人工方法，用無油壓縮空氣或水逐根向凝汽器管內通膠球，每管不小于2個膠球。通膠球結束后，清除水室內沉積的污泥。
b）預處理：在循環中加入預處理劑，循環預處理時間根據小型試驗結果確定。
c）成膜：選擇最適宜的成膜方式（FeSO4 成膜、MBT成膜、BTAa成膜）
d）通風干燥：成膜至預定時間后結合監視管的成膜情況確定成膜結束時間，排空成膜液。打開人孔通風干燥
B、高壓水清洗方法
高壓水射流清洗技術是通過射流對物體表面的撞擊、氣蝕、磨削及楔劈作用來達到清除污垢的目的。
特點：無污染，清洗徹底全面;無損傷，疏通堵塞管束。
缺點：對于很硬的硅酸鹽和碳酸鹽類硬垢清洗不夠徹底。
詳情請見（高壓水清洗技術簡介）。
四、清洗凝汽器的技術指標及節能效益分析
技術指標:
1）、通光率100％
2）、管束內壁表面清潔無任何污垢
3）、凝汽器端差：小于7-8℃（凝汽器的過冷卻度在小于1℃范圍內時）
節能效益分析:
凝汽器端差降低的節能效益是體現在同等環境冷源的溫度下有效焓降增加，而提高汽輪機的裝置效率在焓－熵圖上表示如下：

i

st0

Pc
P′c

aj


當凝汽器端差減小，排汽壓力由原來的Pc下降到P′c，增加的有效焓降
△i=i′c-ic
一般純凝汽式汽輪機組的排汽壓力都在0.03－0.07kg/cm2的范圍內選
所以我們通過計算得到凝汽器端差與機組發電煤耗變化值關系列表如下：
表二、凝汽器端差耗差分析結果

機組 項目	類別	單位	25MW	50MW	100MW	125MW	200MW	300MW
真空度	±1％	g/kwh	5.54	4.79	4.47	3.65	3.75	3.6
端差每變化1℃	夏季	g/kwh	2.78	2.41	2.25	1.95	2.01	1.93
	冬季	g/kwh	1.22	1.06	0.99	0.86	0.88	0.85
	年平均值	g/kwh	2.0	1.74	1.62	1.405	1.45	1.39
過冷卻度每增加1℃		℃	0.53	0.1	0.15	0.04	0.09	0.07

例如一臺300MW汽輪機凝汽器因清洗使端差減少3℃，則年節約標準煤成本計算如下：
機組年利用小時：5000小時
發電標準煤單價：300元/噸
年收益：M＝300×103千瓦×5000小時×1.39×3×10-6噸/千瓦·小時×300元/噸＝188萬元
清洗服務：
清洗時間一般300MW機組需要5天工作日（約17000根管束），廠方只需配合打開凝汽器人孔，提供清洗機需要的動力電源（380V，75KW）和清水水源即可。
凝汽器的設計端差：正常值為4-6℃時，最大值不應超過8℃，如您廠的凝汽器端差大于8℃時，請與我公司聯系，我們將竭誠為您服務。