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凝汽器換管改造由銅管換螺紋管經濟優(yōu)勢?
連云港市宏琦電力輔機有限公司
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汽輪機是火電廠的重要設備,通過汽輪機,蒸汽的熱能轉化為機械能,為發(fā)電機發(fā)電提供動力。凝汽器是汽輪機的附屬設備,在凝汽器里汽輪機排汽轉化為凝結水,體積縮小,壓力降低,汽輪機進出蒸汽焓差增大,做功能力提高。凝汽器也為系統(tǒng)水汽循環(huán)提供了必要條件。凝汽器工作性能的好壞直接影響到系統(tǒng)的熱經濟性。衡量凝汽器工作性能的指標主要有端差和真空。
凝汽器是一個表面式換熱器,在殼程里流動的是汽輪機排汽和凝結水,管程里流動的是冷卻水。冷卻水吸收蒸汽熱量后,蒸汽凝結成水,冷卻水溫度升高后排出凝汽器。表面式換熱器存在換熱管結垢的問題,凝汽器也不例外。凝汽器銅管內壁結垢會嚴重影響換熱效果,大大降低系統(tǒng)的熱經濟性。凝汽器結垢影響主要體現在端差升高和真空降低。在系統(tǒng)來說主要是發(fā)電汽耗增加,煤耗增加,經濟效益下降。
汽輪機組運行時必須有大量的冷卻水通過凝汽器來冷卻汽輪機排汽,循環(huán)冷卻水的水溫在15℃—35℃之間,適宜藻類和微生物繁殖。循環(huán)使用中,大量的水分被蒸發(fā),而補充水中又含有雜質和鹽類化合物,冷卻水的鹽類不斷濃縮,水中的碳酸氫鈣濃度越來越高,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碳酸鹽水垢的產生嚴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,脫落下的藻類易發(fā)生粘垢,致使循環(huán)冷卻水水質不斷惡化。
循環(huán)水在凝汽器銅管內流動,吸收大量的熱量,保證了汽輪機正常運行。根據流體力學原理,液體在管道內流動分為層流和紊流兩種基本現象。層流邊層是緊靠管壁的一層,流速很慢,水中的CaCO3和粘垢易滯留在管內壁上,形成水垢。
⑴凝汽器銅管內壁形成水垢后,換熱效果下降,導致真空下降,能耗上升,嚴重時要降低發(fā)電負荷或停機清洗。水冷設備換熱器中水垢厚度為2.16mm時,傳熱系數平均下降51%,設備運行效率下降50%,而形成水垢的時間僅25天。如此短的積垢時間和低傳熱效率,導致凝汽器*處在低效率中運行。
⑵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。
⑶由于水垢的熱導率很低,因而急劇降低了凝汽器的傳熱系數,導致凝汽器真空降低,按照不同汽輪機的試驗資料,真空度每降低1%,汽耗增加1~1.5%,當蒸汽流量不變,將降低汽輪機組的出力。水冷設備換熱器中水垢厚度為2.16mm時,傳熱系數平均下降51%,設備運行效率下降50%,而形成水垢的時間僅25天。
⑷水垢的附著,特別是粘泥的附著,會在附著物下部發(fā)生局部腐蝕甚至破裂和穿孔。水垢的附著凝汽器銅管會導致銅管堵塞,嚴重影響設備運行。
⑸凝汽器銅管的損壞會造成凝汽器的嚴重泄露,情況嚴重或處理不當會造成鍋爐水冷壁管的爆破,嚴重危及鍋爐的安全運行。
凝汽器銅管更換為螺紋管后,當汽輪機組運行時,無需外加動力,水的流動成為紊流現象,螺紋管改變了管內水的流動狀態(tài),強化換熱。同時,破壞水垢和粘泥的形成機理,使水垢和粘泥不能在管壁上滯留,排除了結垢的可能。