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超声波预防污垢的必要性

来源: 宁波新芝冻干设备股份有限公司  作者: http://www.scientz.net/  Time: 2013-03-21

        污垢对冷热交换设备的影响及清除:
  冷热交换设备(如换热器、冷凝器、复水器、空压机中冷器等)一般均采用冷却循环水进行冷热交换。但冷却水大多数含有钙、镁离子和酸式碳酸盐。当冷却水流经金属表面时,有碳酸盐、碳酸钙、碳酸镁等物质的生成,这就产生了水垢。另外,溶解在冷却水中的氧还会造成金属腐蚀,形成铁锈。由于水垢和锈垢的产生,会使换热效率下降。严重时不得不在壳体外喷淋冷却水,结垢严重时会堵塞管子,失去换热作用。
  研究的数据显示水垢沉积物对热传输的损失影响巨大,随着沉积物的增加会造成能源费用的加大。即使很薄的一层水垢就要增加设备中结垢部分40%以上的运行费用。保持冷却通道中不含矿物沉积物可以很好的提高功效、节约能源、延长设备的使用寿命,同时节约生产时间和费用。
  例如热电厂的凝汽器(又称冷凝器),它是热力发电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。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。
  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。对于一台已经投运的凝汽器,其冷却面积、冷却水量、凝汽器热负荷等已基本固定,冷却水系统的特性、冷却方式、冷却水温也受到电厂的地理位置、季节气候等因素限制。提高并维持较高的铜管清洁率是保持凝汽器真空高的最有效途径。凝汽器铜管水侧的脏污和结垢是导致凝汽器真空恶化的最主要最常见的原因。
        冷凝器结垢的危害:
        1. 垢导致热阻增大,影响传热效果,使排汽温度升高,造成传热系数降低,凝汽器真空度降低。
        2. 使汽轮机组的经济效益降低:真空降低使蒸汽的有效作功能力减小,会影响汽轮机组运行的经济性。电站凝汽器一般运行经验表明:凝汽器真空每下降1kPa,汽轮机汽耗会增加1.5%~2.5%;真空降低时会限制机组出力,严重时要停机清洗,影响汽轮机组的经济效益。
        3. 威胁机组的安全运行:真空降低会使低压缸、排汽缸温度升高,引起汽轮机轴承中心偏移,严重时会增大汽轮机组的振动;当真空降低时,为保证机组出力不变,必须增加蒸汽流量,从而导致轴向推力增大,使轴承过负荷,影响汽轮机组的安全运行。
        4. 引起垢下腐蚀:沉积物垢下腐蚀是凝汽器铜管腐蚀的主要形态。沉积物造成铜管表面不同部位上的供氧差异和介质浓度差异,会导致局部腐蚀。铜被氧化生成的Cu2+ 及Cu+ 离子,会水解生成氧化亚铜,并使溶液局部酸化,加剧了腐蚀的发展,严重时造成针型腐蚀穿孔,导致铜管及管板泄漏,循环水进入凝结水(进入锅炉用的软化水),在无法预知的情况下,锅炉给水品质变差,威胁着锅炉及发电机组的安全运行,也直接影响发电厂的经济效益。
        5. 降低凝汽器的使用效率:铜管内壁形成污垢的速度很快,根据文献,凝汽器铜管清扫24h后,清洁系数从1.0变为0.692,实际传热系数由2.93kW/(m2·℃)降到1.98 kW/(m2·℃),致使排汽温度从31.5℃上升到35.5℃。而0.1mm厚污垢的热阻足以让1mm厚的铜管的导热热阻被忽略不计。如此短的积垢时间和低的传热效率,将导致凝汽器长期处于低效率运行中。
        6. 改变设备的运行参数:水侧污垢不仅使凝汽器清洁率下降和冷却面积减少,增加了冷却循环水系统的水流阻力,降低了冷却水的流量,还增加了循环水的出口压力和循环水泵的能耗。
        长期以来传统的清洗方式如机械方法(刮、刷)、胶球清洗、高压水、化学清洗(酸洗)等。在对设备清洗时出现很多问题:不能彻底清除水垢等沉积物,酸液对设备造成腐蚀形成漏洞,残留的酸对材质产生二次腐蚀或垢下腐蚀,最终导致更换设备,此外,清洗废液有毒,需要大量资金进行废水处理。
        因此选用物理的方法防垢是最佳的选择,而超声波防垢是众多物理防垢措施中最有效的方法。