凝汽器不銹鋼管在線清洗是針對凝汽器不銹鋼管的污垢問題而設計的換熱器清洗專用技術，使凝汽器不銹鋼管保持高清潔率，改善汽輪機的端差和真空度，避免了凝汽器不銹鋼管頻繁的離線清洗，能顯著增加火力發(fā)電機組的經(jīng)濟效益。凝汽器不銹鋼管是電廠中的重要設備之一，是電廠熱力循環(huán)中的重要一環(huán)，其工作性能的好壞直接影響整個汽輪發(fā)電機組的安全性和經(jīng)濟性。因此，本文主要針對凝汽器不銹鋼管在線清洗方法的應用進行簡要分析，以期對相關從業(yè)者提供參考和幫助。
1導言
隨著社會的不斷進步，人們的生活與電密切相關，電力工業(yè)在國民經(jīng)濟中發(fā)揮的作用愈加重要。凝汽器不銹鋼管是電廠中的重要設備之一，其工作性能的好壞直接影響整個汽輪發(fā)電機組的安全性和經(jīng)濟性。
2凝汽器不銹鋼管的作用
表面式凝汽器不銹鋼管是布滿換熱管的熱交換器，換熱管內(nèi)是循環(huán)冷卻水，換熱管外是低壓蒸汽。其主要作用是在汽輪機排汽端建立并維持一定的真空，使蒸汽在汽輪機內(nèi)膨脹到指定的凝汽壓力，通過增大做功的理想焓降，提高汽輪機發(fā)電機組的朗肯循環(huán)熱效率。
3凝汽器不銹鋼管在運行過程中遇到的問題
目前采用表面式凝汽器不銹鋼管的傳統(tǒng)火力發(fā)電機組主要的冷卻方式有如下幾種：
3.1直流循環(huán)冷卻，冷卻介質(zhì)通常為河水，江水或者海水
在使用江河海水冷卻時，由于循環(huán)水里含有大量微生物，藻類，長期運行也會導致在換熱管內(nèi)附著，影響傳熱效果。
3.2開式循環(huán)冷卻，冷卻介質(zhì)通常為工業(yè)水
在使用工業(yè)水冷卻時，凝汽器不銹鋼管管內(nèi)的循環(huán)冷卻水在冷卻塔中因蒸發(fā)作用，水不斷濃縮，含鹽量高，長時間運行后容易導致凝汽器不銹鋼管管換熱內(nèi)表面結垢，影響傳熱效果。
3.3閉式循環(huán)冷卻，冷卻介質(zhì)通常為除鹽水
在火力發(fā)電機組中，當凝汽器不銹鋼管采用間接空冷時，循環(huán)冷卻水一般為除鹽水，除鹽水水質(zhì)純凝，在不需要凝汽器不銹鋼管在線清洗的情況下也能長期連續(xù)運行。
4凝汽器不銹鋼管清洗方式的現(xiàn)狀
4.1循環(huán)冷卻水化學處理
火力發(fā)電廠目前普遍采取循環(huán)水系統(tǒng)投加緩蝕阻垢劑和殺菌滅藻劑以及粘泥剝離劑的化學處理方法來延緩凝汽器不銹鋼管結垢速度和潔凈度，但是凝汽器不銹鋼管結垢和換熱管臟污的問題仍然得不到徹底解決，尤其在夏季，凝汽器不銹鋼管結垢速度加快，菌藻類污染嚴重，嚴重影響凝汽器不銹鋼管熱交換效果。
4.2凝汽器不銹鋼管在線膠球清洗裝置
凝汽器不銹鋼管在線膠球清洗裝置的適用范圍相當廣泛，它不僅適用于汽輪機凝汽器不銹鋼管的清洗，同時適用于石油、石化、化工、鋼鐵單位。
凝汽器不銹鋼管在線膠球清洗裝置一般由二次濾網(wǎng)、收球網(wǎng)、裝球室、膠球輸送泵、分匯器、閥門、管路和電氣控制柜等部件組成。使用膠球清洗裝置可在機組不減負荷的情況下清洗凝汽器不銹鋼管，提高凝汽器不銹鋼管的傳熱效果。
4.3凝汽器不銹鋼管在線清洗及強化換熱系統(tǒng)（RCCS）
凝汽器不銹鋼管在線清洗及強化換熱系統(tǒng)（RCCS）是近幾年市場出現(xiàn)的解決凝汽器不銹鋼管結垢及強化換熱問題的清洗方式。在凝汽器不銹鋼管每根換熱管內(nèi)裝設一個獨立的RCCS單元。當機組運行時，無需外加動力，利用循環(huán)水自身的流速驅動RCCS的旋轉部件，長期在換熱管內(nèi)不停地快速旋轉，改變管內(nèi)水的層流為紊流狀態(tài)，從而達到清洗凝汽器不銹鋼管換熱管的功能。
4.4凝汽器不銹鋼管在線清洗水蜘蛛仿生機器人裝置
凝汽器不銹鋼管在線清洗裝置(WSD)也是近幾年隨著機器人概念的普及而出現(xiàn)的解決凝汽器不銹鋼管在線清洗的方式。其工作原理是通過PLC程序控制傳動馬達，帶動凝汽器不銹鋼管水室內(nèi)部傳動機構和清洗機構定向行走，清洗機構的噴嘴管排同步移動，多功能泵組通過機械臂向清洗機構提供高壓水，經(jīng)噴嘴排噴出后在冷凝管口形成若干噴射泵，短時間加大管內(nèi)流速且形成紊流，沖走冷凝管堵塞物和泥垢，保持凝汽器不銹鋼管內(nèi)部清潔。
5凝汽器不銹鋼管在線清洗技術分析
通過對凝汽器不銹鋼管清洗方式現(xiàn)狀的深入了解可以發(fā)現(xiàn)，每一種清洗方式都有自身的優(yōu)缺點，從十二五計劃開始，我國已經(jīng)將工廠企業(yè)的節(jié)能減排納入國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，所以火力發(fā)電廠設計過程中凝汽器不銹鋼管選擇合理的清洗工藝顯得尤為重要。
5.1循環(huán)冷卻水化學處理
系統(tǒng)簡單，可根據(jù)循環(huán)冷卻水水質(zhì)情況酌情添加化學藥劑；但循環(huán)水濃縮倍率或離子濃度波動大，循環(huán)水若加藥不當，結垢傾向加大；無法有效去除凝汽器不銹鋼管換熱管內(nèi)壁的結垢和附著；
故循環(huán)冷卻水化學處理通常僅作為凝汽器不銹鋼管在線清洗的輔助手段；
5.2凝汽器不銹鋼管在線膠球清洗裝置
適用性強，不管是在中小型火力發(fā)電機組還是大中型火力發(fā)電機組都普遍采用，是較為成熟的清洗技術；但通過對多個實際運行的電廠調(diào)研發(fā)現(xiàn)，凝汽器不銹鋼管在線膠球清洗裝置普遍都存在著跑球，收球率低的問題，經(jīng)常達不到清洗的效果。甚至還經(jīng)常發(fā)生膠球堵塞換熱管的情況。
5.3凝汽器不銹鋼管在線清洗及強化換熱系統(tǒng)（RCCS）
RCCS材料無毒，對水資源無害。RCCS的本體部分由特種高分子材料組成，在400℃高溫時溫度高于350℃時發(fā)生降解，產(chǎn)生的降解物為二氧化碳、水及含氮化合物對環(huán)境安全。RCCS連接件部分由特種鋼材及高分子材料組成，能有效回收利用。耐熱及耐化學腐蝕性能優(yōu)良，耐酸堿。材料密度與水/油等工質(zhì)非常接近，使紐帶能很好地沿著換熱管軸心旋轉，從而保護了換熱管壁的氧化膜。高強度連接件尺寸大于換熱管內(nèi)徑，設計緊湊不脫落，保證運行的絕對安全。耐磨損性能:將型號為RCCS L/16/04（寬度16mm，厚度1mm，長度12m）的產(chǎn)品置于內(nèi)徑為18.8mm的不銹鋼管、給定水流速度達4m/s的環(huán)境下進行磨損性能測試，經(jīng)過180天極限測試（轉速達2500r/min，相當于正常工作狀態(tài)5年的磨損量），扭帶寬度僅減少0.35mm，單邊磨損量0.18mm。將內(nèi)置RCCS的不銹鋼管與不銹鋼空管內(nèi)壁運行前后比較，無明顯變化，質(zhì)量也相當。
適應性強，常規(guī)火力發(fā)電機組，垃圾發(fā)電廠，生物質(zhì)發(fā)電廠以及其他預熱發(fā)電機組都能適用。
一般而言，對于裝機容量在5MW-50MW范圍的資源綜合利用型電廠，實施RCCS后，端差可以下降4-10℃，大約可以提高真空2-5Kpa，煤耗下降2%-5%，或者燃燒同樣多的燃料下，發(fā)電量增加2%-5%。但是進入市場時間短，未被大規(guī)模采用，實際使用壽命有待檢驗。
5.4凝汽器不銹鋼管在線清洗裝置(WSD)
凝汽器不銹鋼管在線清洗裝置(WSD)是綜合機器人技術、高壓水射流技術和水下密封技術開發(fā)而成的智能化在線清洗系統(tǒng)，它可以實現(xiàn)凝汽器不銹鋼管冷凝管的逐根清洗和智能運行，使凝汽器不銹鋼管始終保持著高清潔度，從而提高真空度，降低端差，提高機組效率。
清洗覆蓋率高：機械關節(jié)采用永磁同步電機驅動，并通過高精度RV減速機驅動機械臂進行運動定位，重復定位精度可達到±0.5mm，真正做到無遺漏、無重復的全面清洗。通過絞盤控制清洗軟管進入冷凝管清洗的實際長度，除垢率可達到90%以上。
強大的清洗能力：高壓清洗噴頭直接進入冷卻管內(nèi)部進行沖洗，有效提高冷卻管的換熱效率。噴頭噴出的高壓水，與管壁形成一定的夾角，形成較大的剪切力，可以清除多種污垢，同時又不會直接沖擊管壁造成損傷。但是清洗機器人需要在水下作業(yè)，環(huán)境惡劣，應用時間短，所以穩(wěn)定性、可靠性到底如何，還需要廣大凝汽器不銹鋼管用戶的進一步檢驗。清洗機器人需要在凝汽器不銹鋼管內(nèi)占據(jù)一定的空間，對于中小型火力發(fā)電機組不太適用，目前只有部分300MW級600MW級的火力發(fā)電機組凝汽器不銹鋼管采用了此種技術。
6凝汽器不銹鋼管在線清洗發(fā)展前景分析
目前膠球清洗技術仍然占據(jù)著凝汽器不銹鋼管在線清洗的大部分市場，但是筆者發(fā)現(xiàn)一批新建機組，或者改造機組已經(jīng)開始慢慢嘗試著使用RCCS技術或者WSD技術。
尤其是凝汽器不銹鋼管在線清洗及強化換熱系統(tǒng)（RCCS）的市場份額正在逐年增加。RCCS在資源綜合利用型電廠有著廣泛應用，如水泥余熱發(fā)電、高爐尾氣發(fā)電、煤矸石發(fā)電、垃圾焚燒發(fā)電、生物質(zhì)發(fā)電等。與大型發(fā)電廠比較，一方面，由于資源綜合利用型發(fā)電機組循環(huán)水質(zhì)比較惡劣等原因，其冷端運行狀況通常較差；另一方面容量較小發(fā)電熱耗高。實施RCCS，相對節(jié)能量將更加顯著。
由此可以相信，隨著凝汽器不銹鋼管冷端治理技術和方法的升級，國家政策以及工廠企業(yè)對環(huán)保和經(jīng)濟效益的重視，更高效、更節(jié)能環(huán)保的凝汽器不銹鋼管在線清洗技術將會被進一步推廣和應用。
