凝汽器

凝汽器

将汽輪機排汽冷凝成水的換熱器
凝汽器将汽輪機排汽冷凝成水的一種換熱器,又稱複水器。凝汽器主要用于汽輪機動力裝置中,分為水冷凝汽器和空冷凝汽器兩種。
  • 中文名:凝汽器
  • 外文名:
  • 用途:将汽輪機排汽冷凝成水
  • 别名:複水器
  • 類别:換熱器

簡介

凝汽器是将汽輪機排汽冷凝成水的一種換熱器,也稱之為複水器。凝汽器基本上運用在汽輪機動力裝置中,分為水冷凝汽器和空冷凝汽器兩種。凝汽器不僅可以将汽輪機的排汽冷凝成水重新使用,還可以在汽輪機排汽處制造真空和維持真空。

分類

按蒸汽凝結方式的不同凝汽器可分為表面式(也稱間壁式)和混合式(也稱接觸式)兩類。在表面式凝汽器中,與冷卻介質隔開的蒸汽在冷卻壁面上(通常為金屬管子)被冷凝成液體。冷卻介質可以是水或空氣。水冷表面式凝汽器按冷卻水的流動方式分為單流程、雙流程兩種。在混合式凝汽器中,蒸汽是在與冷卻介質混合的情況下被冷凝成液體的。被冷凝的蒸汽既可是水蒸汽,也可是其他物質的蒸氣。

水冷表面式凝汽器主要由殼體、管束、熱井、水室等部分組成。汽輪機的排汽通過喉部進入殼體,在冷卻管束上冷凝成水并彙集于熱井,由凝結水泵抽出。冷卻水(又稱循環水)從進口水室進入冷卻管束并從出口水室排出。為保證蒸汽凝結時在凝汽器内維持高度真空和良好的傳熱效果,還配有抽氣設備,它不斷将漏入凝汽器中的空氣和其他不凝結氣體抽出。抽氣設備主要有射水抽氣器、射汽抽氣器、機械真空泵和聯合真空泵等。

空冷表面式凝汽器空氣借助風機在管束外側橫向通過或自然通風,而蒸汽在管束内流動被冷凝成水。為提高管外傳熱,這種凝汽器均采用外肋片管。它的背壓比水冷凝器高得多。

混合式凝汽器有噴霧式和平面射流式兩種。在噴霧式凝汽器中,冷卻水被霧化成滴狀;而在平面射流式中,冷卻水以膜狀與汽輪機的排汽接觸。一般多采用平面射流式結構,因它具有更高的真空,能把不凝結氣體全部排出。

技術特點

凝汽器刮片清洗技術特點:

1、快速:兩個人同時進行清洗操作,每小時可清洗1000根凝汽器管子。清洗時,可以分甲、乙側輪流清洗,無須停機,大大縮短凝汽器檢修時間。特别适合火電廠夏季凝汽器真空不良時,半側帶負荷不停機搶修清洗(凝汽器有人孔門可免拆端蓋清洗)。

2、安全:特殊聚乙烯材質——安全、不損傷管路和管闆脹口。特别适用于發電廠凝汽器薄壁銅管、钛管的清洗。

3、高效:一般而言,清洗彈頭一次通過管道即完成清洗,對于污垢量較大的管道或首次清洗,可再重複清洗一次,對于個别被泥沙堵死,已經看不到對面燈光的管子,在放入子彈清洗前,先打一次空槍。通過一次清洗,效果明顯。多次清洗,端差明顯降低,極大提高機組效率。

4、易檢驗:清洗子彈将凝汽器管路污垢徹底帶出管路,清洗效果顯著,檢驗清洗效果更是一目了然。

5、成本低:清洗價格隻有高壓水射流清洗價格的1/2。

清洗

凝汽設備在汽輪機裝置的熱力循環中起到冷源的作用。降低汽輪機排氣溫度和排氣壓力,可以提高熱循環效率。凝汽器的主要作用,一是在汽輪機排汽口建立并保持高度真空,二是在汽輪機排汽凝結的水作為鍋爐給水,構成一個完整的循環。而凝汽器通過與循環水進行熱交換,使凝汽器保持較高的真空度。凝汽器真空過低會嚴重影響電廠機組的安全經濟運行,而造成凝汽器真空過低其中一個重要原因就是凝汽器冷卻水管結垢。凝汽器的結垢對凝集器的性能影響較大,它不僅使汽機端差增大,而且使汽機真空度降低,排氣溫度升高,影響汽輪機的經濟性和安全性。

長期以來傳統的清洗方式如機械方法(刮、刷)、高壓水、化學清洗(酸洗)等在對設備清洗時出現很多問題:不能徹底清除水垢等沉積物,酸液對設備造成腐蝕形成漏洞,殘留的酸對材質産生二次腐蝕或垢下腐蝕,最終導緻更換設備,此外,清洗廢液有毒,需要大量資金進行廢水處理。

利用清洗劑清洗凝汽器,福世泰克的高效、環保、安全、無腐蝕,不但清洗效果良好而且對設備沒有腐蝕,能夠保證凝汽器的長期使用。福世泰克清洗劑(特有的添加濕潤劑和穿透劑,可以有效清除用水設備中所産生的最頑固的水垢(碳酸鈣)、鏽垢、油垢、粘泥等沉澱物,同時不會對人體造成傷害,不會對鋼鐵、紫銅、鎳、钛、橡膠、塑料、纖維、玻璃、陶瓷等材質産生侵蝕、點蝕、氧化等其他有害的反應,可大大延長設備的使用壽命。

清洗工藝

1.隔離設備系統,并将凝汽器裡面的水排放幹淨。

2.采用高壓水清洗管道内存留的淤泥、藻類等雜質後,封閉系統。

3.在隔離閥和交換器間裝上球閥(不小于1英寸=2.54厘米),進水和回水口都應安裝。

4.接上輸送泵和連接導管,使清洗劑從凝汽器的底部泵入,從頂部流出。

5.開始向凝汽器裡泵入所需要的福世泰克清洗劑(比例可根據具體情況調整)。

6.反複循環清洗到推薦的清洗時間。随着循環的進展和沉積物的溶解,反應時産生的氣體也會增多,應随時通過放氣閥将多餘的空氣排出。随着空氣的排出,凝汽器内的空間會增大,可加入适當的水,不要一開始就注入大量的水,可能會造成水的溢出。

7.循環中要定時檢查清洗劑的有效性,可以使用PH試紙測定。如果溶液保持在PH值2‐3時,那麼清洗劑仍然有效。如果清洗劑的PH值達到5‐6時,需要再添加适量福世泰克清洗劑。最終溶液的PH值在2‐3時保持30分鐘沒有明顯變化,證明達到了清洗效果。

注意:福世泰克清洗劑可以回收後重複使用,排放會造成浪費。

8.達到清洗時間後,回收清洗溶液。并用清水反複沖洗交換器,直到沖洗幹淨至中性,用PH試紙測定PH值6——7。

9.完成清洗後既可開機運行。也可以打壓試驗,看是否有洩漏現象。如果有洩漏,可以采用美嘉華高分子複合材料進行修複保護,并且可以大大延長設備的使用壽命。

10.設備穩定後,記下當前的介質過流量、工作壓力、換熱效率等數據。

11.比較清洗前和清洗後數值的變化,就可以計算出該企業每個小時所節省的電費、煤費等生産費用及提高的工作效率,這正是企業采用福世泰克技術應用的價值補償。

12.同樣的操作方法也可用于闆式、框架式的熱交換器清洗。

13.如企業需要設備進行鈍化預膜處理,可按以下流程進行操作:将鈍化預膜劑按推薦稀釋比泵入設備中(同時在循環槽内懸挂試片);按推薦時間循環、浸泡;檢測預膜效果(紅點法或藍點法);排放;水沖洗幹淨至中性(用PH試紙測定PH值6——7)。

14.鈍化預膜結束後,最好采用風機等通風設備将系統吹幹,可确保并提升鈍化預膜效果。

設計

設計汽輪機凝汽器時,應根據汽輪機排汽量、排汽面積、年或月平均水溫和供水方式,對背壓、冷卻水倍率(指冷卻水量與被冷凝蒸汽量的質量比,一般為50——120)和冷卻水管内流速等進行技術經濟比較,确定最佳方案。

凝汽器在結構上應有合理的管束排列,以提高總的傳熱系數和降低汽側阻力;合理布置空氣冷卻區和抽氣口,防止形成空氣死區;配備有效的抽氣設備,以保證良好的熱交換;喉部要有良好的空氣動力特性,以保證排汽較均勻地進入冷卻管束,不緻形成汽流旋渦而浪費部分冷卻面積;整個外殼要有良好的氣密性和足夠的剛度,以利于提高真空嚴密性和防止外殼變形;要使汽流良好地加熱凝結水,并達到一定的除氧效果;根據管子振動計算選擇合理的中間支撐闆跨距,避免運行時引起管束共振而使管束遭到破壞。

保護

凝汽器的材料一般以碳鋼、不鏽鋼和銅為主,其中碳鋼材質的管闆在作為凝汽器使用時,其管闆與列管的焊縫經常出現腐蝕洩漏,洩漏物進入冷卻水系統會造成污染環境及物料的浪費。

凝汽器在制作時,管闆與列管的焊接一般采用手工電弧焊,焊縫形狀存在不同程度的缺陷,如凹陷、氣孔、夾渣等,焊縫應力的分布也不均勻。使用時管闆部分與工業冷卻水接觸,而工業冷卻水中的雜質、鹽類、氣體、微生物都會構成對管闆和焊縫的腐蝕。

研究表明,工業水無論是淡水還是海水,都會有各種離子和溶解的氧氣,其中氯離子和氧的濃度變化,對金屬的腐蝕形狀起重要作用。另外,金屬結構的複雜程度也會影響腐蝕形态。因此,管闆與列管焊縫的腐蝕以孔蝕和縫隙腐蝕為主。從外觀看,管闆表面會有許多腐蝕産物和積沉物,分布着大小不等泡。以海水為介質時,還會産生電偶腐蝕,雙金屬腐蝕也是管闆腐蝕的一種常見現象。

針對凝汽器防腐問題,西方國家多采用高分子複合材料的方法進行保護,其中應用最多的是美嘉華技術産品。其具有優異的粘着性能及抗溫、抗化學腐蝕性能,在封閉的環境裡可以安全使用而不會收縮,特别是良好的隔離雙金屬腐蝕和耐沖刷性能,從根本上杜絕了修複部位的腐蝕滲漏,為凝汽器提供一個長久的保護塗層。

汽輪機凝汽器在投運一段時間後,凝汽器銅管由于腐蝕損壞逐漸地産生洩漏。産生洩漏時,由于生水進入主凝結水系統,使主凝結水硬度升高,溶解氧不合格,必須進行堵管,而換管隻有在具有較長檢修時間的機器才能進行。

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