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1、汽轮机凝汽器铜管结垢的原因分析与处理摘 要能源工业是国民经济发展的基础工业，经济的持续发展与能源稳定高效供给是密不可分的，电力工业作为国民经济的先行产业，在能源工业中起着举足轻重的作用，而凝汽器又是电厂中的重要设备之一，它的正常运行将节约大量能源。本文针对火力发电机组凝汽器结垢的现状，通过分析总结结垢形态的形成机理及环境因素，提出了有效的防护方案，从理论和实验上研究了凝汽器铜管结垢的内在原因。研究发现，该凝汽器铜管的结垢主要是碳酸钙结垢，结垢的根本原因在于系统所用循环水质问题。选用除垢能力和抗结垢能力高的凝汽器冷却管胶球清洗系统可以提高系统的抗结垢能力，从而在一定程度上解决结垢腐蚀问题。随着科
2、学技术的不断发展,新的防垢除垢技术不断推出。本文从凝汽器结构及其作用出发，分析了凝汽器结垢的机理及凝汽器结垢对机组热经济性和安全性的影响，对应得出几种凝汽器的清洗方法。主要有，高压水射流清洗法、胶球清洗法、静电水处理法、高频电磁场水处理法、加酸法、二氧化碳法等。关键词： 凝汽器；结垢；防垢；机械清洗；化学清洗AbstractEnergy industry is the key to the development of national economy. Sustained economic development has close relationship with high-effect
3、 and stable energy supply. As the antecedent industry of national economy, power industry plays a very important role in energy industry. And steam condenser is one of the most important equipments of power station; it can save a large number energy without any troubles.The paper introduces the situ
4、ation of fouling in the steam condenser, and according to analysis the reason that fouling form and other environmental factors, propose some effective solutions to prevent the fouling. In addition, the paper has studied some reasons inside of fouling forming of steam condenser from theory and pract
5、ice. I find that the main part of fouling is Calcium carbonate rooting from water circulating in the system. If we choose the condenser cooling pipe rubber ball clean system which has strong effective to remove the fouling. It can improve the efficacy of anti-fouling of system. Thereby it solves the
6、 fouling corrosion. With the science and technology uninterrupted growth, the new antifouling technology develop. The main body of the paper implement structure and their effect sets off from to curdling , analytical curdle the vapor implement forms dirty mechanism and curdle impact of vapor impleme
7、nt fouling over hot economy of aircraft crew and security, corresponding reach several kinds curdling vapor implement washing method. Such as high-handed water jet washes, glue ball washes, static electricity water treatment, high frequency electromagnetic field water treatment, adds pedantic, carbo
8、n dioxide etc. Keywords: steam condenser; fouling; antifouling; machined cleaning; chemical cleaning 目 录引 言1第一章 凝汽器设备21.1 凝汽设备的组成与作用21.1.1 凝汽设备的组成21.1.2 凝汽设备的作用31.2 凝汽器的运行41.2.1 凝汽器的汽阻41.2.2 凝汽器的水阻41.2.3 凝结水过冷4第二章 凝汽器铜管结垢原因分析62.1 凝汽器水侧污垢的类型62.2 水垢62.2.1 水垢的组成及特性62.2.2 水垢的形成过程72.2.2.1 碳酸钙垢、碳酸镁垢的形成过程7
9、2.3 粘泥垢82.3.1 粘泥附着机理92.3.2 淤泥堆积机理10第三章 凝汽器结垢危害113.1 凝汽器冷却水管结垢的危害113.2 凝汽器结垢对凝汽器性能的影响123.2.1 凝汽器结垢对端差的影响123.2.2 凝汽器结垢对汽轮机功率的影响14第四章 凝汽器除垢154.1 机械清洗154.1.1 高压水射流清洗154.1.1.1 高压水射流清洗技术简介及其发展趋势154.1.1.2 高压水射流冲击下垢体的破坏164.1.2 胶球连续清洗技术174.1.2.1 胶球清洗技术简介及其发展趋势174.1.2.2 胶球清洗技术的原理174.1.2.3 胶球清洗系统的主要问题184.1.2.4
10、 胶球清洗系统的运行194.1.3 静电水处理法204.1.3.1 静电水处理法的简介204.1.3.2 静电水处理器的结构214.1.3.3 静电水处理法的机理224.1.4 高频电磁场水处理技术234.1.4.1 处理设备及物理原理234.1.4.2 高频电磁场防垢原理244.1.4.3 高频电磁场除垢原理254.2 化学清洗254.2.1 加酸法264.2.2 二氧化碳法26第五章 凝汽器阻垢285.1 换水处理285.2 净水滤网处理285.3 阻垢剂处理285.4 软化处理295.4.1 离子交换软化法295.4.2 石灰软化法305.5 超声波防垢器的防垢315.5.1 空化效应3
11、15.5.2 活化效应325.5.3 剪切效应325.5.4 抑制效应325.6 加酸处理32结论34参考文献35谢 辞37引 言凝汽器是汽轮发电机组的重要设备之一。它的设计、制造和运行质量的优劣，直接对机组运行的安全性、经济性产生很大影响。凝汽器的主要作用，一是在汽轮机排汽口建立并保持高度真空；二是回收汽轮机排汽凝结的水作为锅炉给水，构成一个完整的循环。而凝汽器通过与循环冷却水进行热交换，使汽轮机的排汽凝结成水，从而降低汽轮机背压，使凝汽器保持较高的真空度。凝汽器冷却表面的污脏或结垢，是凝汽器运行中容易出现的问题，污垢的存在导致流体与换热壁面之间的传热热阻增加，管内对流传热系数下降，传热恶化
12、，端差增大，所以应采取措施抑制污垢的生成和清除已生成的污垢。国内最常见的清洗方法是胶球在线清洗和人工停车清洗，随着科学技术的不断发展,新的防垢除垢技术不断推出。由于污垢的存在导致凝汽器端差增大，真空度降低，汽耗增大，机组经济性和安全性降低。每年都需对凝汽器进行清洗，清洗通常采用酸洗法和高压清洗法，不仅耗大量的人力、物力，而且对铜管的磨损较大，降低了凝汽器铜管的使用寿命。为了减少铜管结垢的不良影响，在凝汽器的运行过程中，应严格控制操作条件，采取在线机械清洗等技术抑制污垢的生成；而对于那些无法避免的污垢在停机期间采取酸洗和高压清洗相结合的除垢方法，以最大限度地降低污垢对凝汽器设备性能的影响。第一章
13、 凝汽器设备1.1 凝汽设备的组成与作用1.1.1 凝汽设备的组成凝汽式汽轮机的凝汽设备通常由表面式凝汽器,抽气设备,凝结水泵,循环水泵以及这些部件之间的连接管道组成。如图11。循环水泵循环冷却水凝汽器抽气器轴封加热器疏水补水热井凝结水泵疏水扩容器图1-1 凝汽设备组成 排汽离开汽轮机后进入凝汽器，凝汽器内流入由循环水泵提供的冷却工质，将汽轮机乏汽凝结为水。由于蒸汽凝结为水时，体积骤然缩小，从而在原来被蒸汽充满的凝汽器封闭空间中形成真空。为保持所形成的真空，抽气器则不断的将漏入凝汽器内的空气抽出，以防不凝结气体在凝汽器内积聚，使凝汽器内压力升高。集中在凝汽器底部的凝结水，则通过凝结水泵送往除氧
14、器方向作为锅炉给水。 凝汽器大都采用水作为冷却工质。按供水方式的不同，有一次冷却供水和二次冷却供水。供水来自江、河、湖、海等天然水源，排水仍排回其中的，称为一次冷却水，或开式供水。供水来自冷却水塔或冷却水池等人工水源，排水仍回到冷却水塔（水池）循环使用的，称为二次冷却供水，或闭式供水。在特别缺水的地区，则可采用空气作为冷却介质1。本文主要介绍开式供水和闭式供水系统的结垢。表面式凝汽器在火电站和核电站中得到广泛的应用，图12为表面式凝汽器结构示意图。前水室前水室冷却水出口冷却水入口蒸汽入口冷却管后水室凝结水集水箱图12 表面式凝汽器结构示意图凝汽器运行时，冷却水从前水室的下半部分进来，通过冷却水
15、管（换热管）进入后水室，向上折转，再经上半部分冷却水管流向前水室，最后排出。低温蒸汽则由进汽口进来，经过冷却水管之间的缝隙往下流动，向管壁放热后凝结为水。1.1.2 凝汽设备的作用汽轮机装置中的凝汽设备是起了一种热力学中“冷源”的作用，降低冷源的温度就能提高循环的热效率。因此，凝汽设备的第一个作用是：在汽轮机的排汽口建立并保持高度真空，使进入汽轮机的蒸汽能膨胀到尽可能低的压力，从而增大机组的理想比焓降，提高其热经济性。近代汽轮机的设计排气压力一般都在0.00290.0069MPa的范围内2。凝汽设备的第二个作用是将排汽凝结而成的凝结水作为锅炉的给水，循环使用。锅炉给水不洁净将使锅炉结垢和腐蚀，使新汽夹带盐分，汽轮机通流部分结垢将会严重，影响电厂的安全经济运行。凝汽器洁净的凝结水正好可大量用作锅炉的给水。1.2 凝汽器的运行 凝汽器的运行好坏对汽轮机组运行的安全性和经济性是十分重要的。凝汽器压力升高1KPa，会使汽轮机的汽耗率增加1.5%2.5%。凝结水的含氧量也和过冷度有关，当过冷度增大，则含氧量升高，将影响蒸汽的
