凝汽器螺旋纽带装置试验鉴定书.doc

沈海热电有限公司
凝汽器螺旋纽带装置试验鉴定书

　　针对我厂1号机200WM机组(CC140/N200-130/533/533型汽轮机)凝汽器端差高（17℃—18℃）、真空低（88Kpa）和铜管结垢的问题,予采取螺旋纽带防垢强化换热装置技术方案。为此，于2004年9月在1号机凝汽器部分铜管内安装了螺旋纽带装置，进行了前期试验。经过一年的在线运行，分别于2005年5月和9月抽取部分纽带和铜管进行检验，检验结果：效果明显。

一、螺旋纽带技术装置及原理

　　螺旋纽带技术装置结构由三部分组成：1、螺旋纽带是由高分子聚合材料经过特殊工艺加工而成，其中具有良好的强度、刚度、弹性、韧性、光洁度、耐腐蚀性、耐高温性及良好的化学稳定性，不折不断不变形；2、支架和转轴是采用化学合成材料加工而成，具有高强度、耐磨损和耐腐蚀性；3、连接环和垫是由不锈钢制作，具有足够高的强度。支架、转轴、连接环和垫相配合，承担工作状态下的螺旋纽带的纵向力负荷，摩擦很小，不卡涩，确保其长期旋转自如。

　　螺旋纽带装置运行原理：安装后的螺旋纽带装置在循环冷却水的驱动下，自动旋转，纽带与水密度相当，在管内自然漂浮，与管壁无硬性接触，无摩擦，驱动力小，只要循环水流动，螺旋纽带就会连续不断的旋转，始终保持管内水流处于紊流状态。而无须任何其它动力设备。

　　螺旋纽带装置旋转运行时冷却水处于紊流状态，盐类物质和其它污垢无法停留在壁面上，并形成海棉状的松软的水渣悬浮在水流之中，顺水漂流排除凝汽器。从而，避免了盐类沉淀物滞留结晶，可防止水垢的形成。

　　螺旋纽带装置，打破铜管内层流底层，冷却水在管内充分紊流，使冷却水主流强烈并直接与管壁换热，强化换热的效果。
螺旋纽带装置结构示意图

二、螺旋纽带技术装置现场安装布局

　　在凝汽器中，按着上中下、左中右位置选择部分部位的铜管，在管内安装了螺旋纽带装置，共安装了150根，铜管分布具有典型性。

三、试验验证

　　安装纽带的铜管经过一年时间的在线运行，先后经行两次检验：

　　第一次：在2005年5月3日小修停机时，抽出几根纽带检查。
　　1）观察到安装纽带的铜管管壁光滑，并可见铜管金属本色，与相临铜管（没装纽带的）有明显对照；2）纽带本身状况良好，无磨损和损坏。

　　第二次：在2005年9月28日机组大修期间，进行三种检验：
　　1）抽出几根纽带，观察其铜管内壁光滑见亮，而没装纽带的铜管内壁灰暗，如同黑洞。
　　2）随意抽出装纽带与没装纽带相临的两根铜管，并对铜管沿纵向剖开检查，发现装纽带与没装纽带铜管内表面有明显差别，没装纽带的铜管内壁有1-1.5mm厚水垢,表面凸凹不平，水垢呈黑褐色,而安装纽带的铜管内壁光滑可见铜管金属本色,两种铜管内表面状况形成明显对照。
　　3）对抽出的螺旋纽带进行检验，没发现纽带有损坏、磨损和明显的磨痕，完好如初。

图1 安装纽带与没安装纽带相临铜管内壁状况比较

四、结论

1）凝汽器铜管安装螺旋纽带后，具有明显的防垢效果，可以保证在运行期间铜管不结垢，并始终保持铜管内壁光滑清洁状态。
2）螺旋纽带在铜管内旋转，既消除水垢的热阻，又改变水流状态，消除层流，使管内水流始终处于充分紊流状态，从而强化凝汽器的换热效果。
3）螺旋纽带经过一年的旋转运行，无损坏和磨损，表明纽带结构强度高和设备质量好。
4）在一年的运行时间里，纽带始终处于旋转状态，一年后纽带完好如初，这表明纽带的使用寿命将会很长。
5）由于凝汽器内安装纽带的铜管比例极少，绝大部分没有安装，螺旋纽带的换热效果还不足以影响整个凝汽器端差，所以凝汽器端差在本次试验中还不能完全反映出来。但是可以肯定如果整个凝汽器全部安装螺旋纽带后一定会对降低凝汽器端差产生重要作用。
6）该装置投入使用之后，将取代我厂原有的胶球清洗装置，减少化学加药量，并在运行期间无须人工清洗凝汽器冷却水管，从而可延长冷却水管的使用寿命。

　　总之，杭州力通科技有限公司的螺旋纽带技术装置在我厂1号机上的试验是成功的，经技术检验，该技术装置在防止凝汽器冷却水管结垢、强化换热等方面能达到预期效果。

　　　　　　　　　　　　　　　　沈海热电有限公司 生产技术部
　　　　　　　　　　　　　　　　 2005年10月18日

“神力通”牌螺旋纽带装置(火电厂凝汽器节能环保装置)

杭州力通科技有限公司经过多年的努力，开发出适用于火电厂凝汽器的国家专利技术“神力通”牌螺旋纽带装置，全力支持发电企业节能降耗工作。

火电厂凝汽器防垢节能最佳解决方案

　　目前,我国火电厂凝汽式汽轮机组普遍采用胶球清洗装置解决凝汽器结水垢问题，但在应用中不同程度的存在以下问题：一是不能全天候清洗，除垢效率不佳；二是因水垢难以除尽，严重影响凝汽器的换热；三是易出现“死球”现象，堵塞管路，影响凝汽器有效换热；四是因胶球易磨损且回收率低，需一定人工、材料、电耗等运行成本和检修成本；五是因胶球的适用性有一定限制，不同水质或水质变化导致除垢效果不稳定。

　　螺旋纽带技术在设计思想上摆脱了传统的被动清洗除垢概念，在国外已是胶球除垢的成熟替代产品，近年来国内电厂已经大量改造应用。与胶球清洗装置相比，螺旋纽带技术克服了以上五个问题，其设计理念不但变被动除垢为有效防垢，而且在无垢的平台上强化换热，提高真空度2Kpa以上，相当降低发电的煤耗4克以上。一次投入可保证五年以上免维护稳定运行，在达到胶球方式经济效益的基础上，还进一步提高了汽机热效率，节能效益显著。在目前已投用的电力企业中，均达到每度电节约发电标准煤6克以上。在投资效益上，以普通200MW机组、年运行5000小时为例，按节标煤6克/度计算，每年可节煤6000吨，若每吨标煤500元，每年节能直接经济效益至少为300万元。螺旋纽带的保质期为五年，一般投资回收期1.5-1.7年，与胶球方式相比，因减少了使用胶球补充及运行、检修、人工等成本，实际投资回收期只需一年。在五年质保期内，200MW机组节能效益在1000万元以上。以上效益分析未考虑因节煤带来的降低设备损耗、环保等间接经济效益。因此，直接采用或用螺旋纽带技术替代原有胶球方式是火电厂凝汽器防垢节能最佳解决方案。
“神力通”牌产品技术原理

　　根据流体力学原理，铜管内流动的循环冷却水在外力作用下以不同的流速流过铜管内同一断面，紧贴管壁的层流边层流速很慢，水中的CaCo3和粘垢最易滞留在铜管内壁上，形成滞留层即水垢。根据有关资料介绍，水冷设备换热器中水垢厚度>2.16mm时，传热系数平均下降51%，设备运行效率下降50%，而形成水垢的时间仅为25天，可见如果不采取有效措施，凝汽器将长期处在低效率中运行。为提高凝汽器运行效率，我公司研制了螺旋纽带装置。当汽轮机运行时，流动着的冷却水驱动螺旋纽带长期不停地在管内自身旋转，旋转着的螺旋纽带改变了管内水的流动状态，使直流变成涡流，强烈地扰动着层流边层，使碳酸钙水垢不能在管壁上滞留而带出水管。它能长期保持管内壁干净无垢，只要螺旋纽带在转，它就结不了垢。同时螺旋纽带的强力扰动，使对流传热中热阻最大的层流边层的传热得到有效增强。
“神力通”牌产品特点

防垢

　　防垢是有效阻止结垢，旋转着的螺旋纽带改变了管内水的流动状态，使直流变成涡流，使碳酸钙水垢不能在管壁上滞留，只要螺旋纽带在转，它就结不了垢，保证凝汽器管道在无垢状态下运行，换热高效稳定。根据我们在许多厂家应用的经验，螺旋纽带装置可长期使真空保持在清洗干净时的水平之上，保持铜管内壁长期干净无垢。由于采取的是旋转水冲刷管壁，也保护了铜管内氧化膜。

强化换热

　　当汽轮机运行时，流动着的冷却水驱动螺旋纽带长期不停地在管内自动旋转，旋转着的螺旋纽带改变了管内水的流动状态，使直流变成涡流，强烈地扰动着层流边层；同时，螺旋纽带的强力扰动，使对流传热中热阻最大的层流边层的传热得到有效增强。传热系数大辐度提高，提高并保持凝汽器真空度。目前在实际应用中，降低凝汽器端差并保持在5℃-8℃以下，真空在使用胶球的基础上可上升2Кpa，节标煤6克。同时由于免清洗，提高了设备寿命，抽凝机组在同等负荷下，可增加抽汽量，可减少循环水系统加药量。

性能稳定

　　螺旋纽带采用高分子材料，耐磨材料合金而成；支架采用耐磨性自润滑性好的材料，有良好的耐油、耐过氧化物性能，可在120℃以下温度中长期使用，对酸碱稳定性好；纽带具有抗蠕变性，抗冲击、抗弯曲的强度等机械性能高；对水，无机盐，碱和酸类几乎完全没有影响，热变形温度大于120℃；产品保质期5年。

“神力通”牌产品安装及应用要求

安装前用户单位必须清洗干净，安装时间2—8天。（本公司负责安装