凝汽器及循环水系统应用物理方法防垢除垢技术

来源:   作者:admin    发布时间: 2016-11-16 14:56   浏览:

凝汽器及循环水系统应用物理方法防垢除垢技术

1、    概述

在工业生产中，为了避免由于设备升温导致生产过程无法顺利进行，必须进行冷却。水的化学稳定性好、沸点高、热容量大，同时水的来源广且易于输配、价格低廉，为此，水常作为冷却介质用于工业生产中，称之为冷却水。据统计，工业用水平均约占城市用水总量的 80%，而其中工业冷却水所占比重最大。

然而，现如今全世界水资源紧张，为提高水资源的利用率，并且达到冷却目的，大多数企业采用循环冷却水系统。该系统中，冷却水可以重复利用，水经过换热器后温度升高，由冷却设备将水温降低，再由泵将其送回换热器，从而循环使用于同一生产过程，大大提高了冷却水的利用率。

敞开式循环冷却水系统中，由于冷却水接触空气蒸发，盐类及有机物质浓缩，换热设备就会出现积垢、腐蚀及微生物滋生等问题。长期使用必然会影响生产设备的正常运行及安全生产，造成巨大的经济损失。 一般的天然水中都溶解有重碳酸盐，这种盐是冷却水发生水垢附着的主要成分。循环冷却水系统中重碳酸盐由于浓缩而浓度增加，浓度达到饱和时则会在换热设备上沉积无机盐水垢。进入夏季时，由于循环水系统温度升高，会滋生大量藻类和细菌，在换热面上就产生大量的生物粘泥污垢，这种污垢粘性较大，严重影响热量传导。还有些地区风沙较大，或者循环水系统的补水浊度太高，在循环过程中容易产生泥沙沉积垢，也会影响热量传导。

换热器表面污垢的累积会造成换热设备传热效率的严重降低，影响工厂产量，甚至会造成管道堵塞问题。对于碳钢制成的换热器，长期使用循环冷却水，会发生腐蚀穿孔。

长久以来，在工业循环冷却水系统防除阻垢技术上，化学法是被广泛使用的，并且在一定程度上颇有成效。但同时也暴露了一些问题，比如投加化学药剂于冷却水中，会造成受纳水体的污染，并且浪费水源、运行费用高，不易管理等。所以多年来水处理的专家们一直致力于探索一些运行简单、除垢有效并且不会对环境造成二次污染的物理方法。

目前，国内外在工业循环冷却水防除阻垢方面的研究有很多。众多研究者们起初最关注的是哪些处理技术能够高效地阻止或去除循环冷却水系统中的积垢，而往往忽视了这些处理技术所带来的后续问题，比如二次污染或者浪费水资源等。随着世界各国对环境保护及资源节约问题的重视，研究者们也在积极探索一些既能够实现高效防除阻垢又不会对环境造成污染的技术方法。物理法防除阻垢技术以其零污染、运行简单等优点日益受到人们的重视并迅速得到了发展，然而在研究中尚存在一些不足亟待弥补。
上海兴全公司拥有的（1）XQC全自动超声波除垢技术、（2）XQC-JH循环水净化技术、（3）XQC-MF循环水微滤技术的综合应用，能够有效解决上述问题，能够保证绝大多数循环水系统长期不用换水、不用排污，并逐渐停止化学加药；同时保证绝大多数循环水系统中的换热器设备不再结垢，而且还会有强化换热的效果；同时使循环水系统达到准零排污的状态，并且不会有二次污染的问题。

以火电厂循环水系统为例，其中的主要换热设备（即容易结垢和腐蚀的设备）有：①凉水塔、②主机凝汽器、③发电机空冷器、④循环泵用凝汽器、⑤冷油器、⑥中央空调主机、⑦空气压缩机。如下图所示：

火电厂循环水系统常规的处理方法和存在的问题：
◆凝汽器采用胶球在线自动清洗，存在的问题是胶球回收低、胶球长期使用除垢性能下降、对无机盐垢清除效果不彻底；另外，会增大流动阻力而增大水泵电耗。
◆循环水系统采用化学加药，存在的问题是增加了循环水的固废量、增大电导率、部分药品为细菌藻类的生存提高养分，产生二次环境污染。
◆上述方法的实施，还会有：水垢、生物泥垢、泥沙垢等存在，造成换热设备传热效果下降、垢下腐蚀；造成浓缩倍数上升、循环水排污增大，浪费水资源；机组真空变差，减少发电效率，增大发电煤耗。
火电厂循环水系统常规的处理方法和存在的问题：
◆凝汽器采用胶球在线自动清洗，存在的问题是胶球回收低、胶球长期使用除垢性能下降、对无机盐垢清除效果不彻底；另外，会增大流动阻力而增大水泵电耗。
◆循环水系统采用化学加药，存在的问题是增加了循环水的固废量、增大电导率、部分药品为细菌藻类的生存提高养分，产生二次环境污染。
◆上述方法的实施，还会有：水垢、生物泥垢、泥沙垢等存在，造成换热设备传热效果下降、垢下腐蚀；造成浓缩倍数上升、循环水排污增大，浪费水资源；机组真空变差，减少发电效率，增大发电煤耗。

1.1 凝汽器是汽轮机组的一个重要组成部分，其作用是将汽轮机排汽冷却凝结成水，形成高度真空，使进入汽轮机的蒸汽能膨胀到远低于大气压力而多做功。

1.2 凝汽器工作性能的好坏直接影响整个机组的安全性和经济性。凝汽器真空是表征凝汽器工作特性的主要指标，是影响汽轮机组安全经济运行的主要因素之一。

1.3 影响凝汽器真空的因素比较复杂，包括凝汽器传热特性、凝汽器热负荷、铜管清洁率、冷却水温、冷却水量、冷却水系统的特性等。

1.4 对于一台已经投运的抽汽凝汽式机组，凝汽器的冷却面积、冷却水量、凝汽器热负荷等

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