凝结器铜管内的结垢及防止

凝结器铜管内的结垢及防止
一、引言
冷却水的供水方式分为开放式和循环式两种，开放式供水，是由水源来的生水一次性的经过凝结器设备后，排掉不在利用，一般在水源充足的地方，如江、河、湖、海或水库的地方，大都采用这种方式。

循环式供水是冷却水经凝结器后，通过冷水塔或喷水池，降低温度后再作为冷却介质使用。

这种给水方式的冷却水又称为循环水。

2014年设备进行大修期间，对循环水系统的凝结器铜管进行检查，发现凝结器有程度不同的结垢及粘泥情况存在，下面着重从检查机组凝结器铜管的情况来分析：从这次的检查记录中可以看出，主要存在着的情况是有少量的碳酸盐垢和淤泥存在，并在个别铜管内有轻微的腐蚀现象发生，淤泥在凝结器铜管内很容易形成水垢或是在微生物的作用下形成有机附着物附着在管壁上，由于这些附着物的传热性很差，会导致凝结水的温度升高，而使凝结器的真空度下降，影响汽轮机的出力和经济运行。

因此对循环冷却水中的碳酸盐垢和淤泥引起的附着物腐蚀情况进行初步的论述。

二、形成机理
循环水在运行过程中，由于有许多水量要损失（蒸发、泄漏、风吹和排污等），为了是循环水保持一定的水量，循环水在运行中不断加以补充，在循环水的运行过程中，有些盐类不会生成沉淀物，如氯化物，所以它在循环水中的浓度和其在补充水浓度之比，就代表循环水在运行中因蒸发而使盐类浓缩的倍率。

所以由循环水和补充水的分析数据，可求得循环水的浓缩倍率。

淤泥和碳酸盐垢的形成是一种复杂的热量、动量、和质量交换过程。

一般来说，淤泥和碳酸盐垢可以粗略按沉积物的形成机理分为二大类：水垢、泥垢等。

水中含有能溶解在水中的盐类、灰尘、泥砂、微生物等杂质，循环水系统的冷却水由于蒸发损失、风吹损失等不断浓缩，杂质在水中的比例也不断增高，因此淤泥和碳酸盐垢的形成概率也高。

尽管水垢和泥垢的物理形态、形成机理、沉积区域和化学活性等都不相同，但对换热过程的影响却是相同的，它们都增加了换热面的热阻，减小了传热系数。

三、危害
淤泥和碳酸盐垢所带来的危害是巨大的，也是多方面的。

首先，热阻增大：循环水在凝汽器铜管内流动，吸收大量的热量，保证了汽轮机的正常运行。

1.在相同的汽侧放热系数情况下，随垢层厚度的增加，低压、高压凝汽器的真空近
似成正比例下降，而机组的发出功率减小量和机组的热耗率增加量近似成正比例增大。

这说明垢层的厚度增量越大，对机组经济性的影响就越大。

2、使排汽温度升高：污垢造成传热系数降低，使循环冷却水吸热不良，减缓了排汽的凝结速度，致使排汽压力升高、排汽温度升高。

而排汽温度的升高又导致有更多的热量需要冷却水带走，使循环冷却水温度升得很快。

冷却水温度升高后又进一步恶化真空，形成恶性循环。

凝汽器真空是评价凝汽器运行状态优劣和运行检测中的一个很重要的指标。

凝汽器真空过低会严重影响机组的安全经济运行，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、季节气候污垢对火力发电厂节能减排的影响等因素限制，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。

四、控制方法
除垢、防垢是提高换热效率的最主要途径。

为了使冷却水系统不结垢，就应使循环水中碳酸盐硬度的浓缩现象有所限制。

为了防止水垢的生成控制好循环水的排污率，使其碳酸盐硬度低于极限碳酸盐硬度。

方法有两种：加酸处理；添加阻垢剂。

从目前机组大修检查凝结器铜管的情况来看，相对从前的机组凝结器检查，碳酸盐垢的多少来看，阻垢剂的效果还不错，另外为了防止淤泥的产生要控制循环水中的微生物，可根据它们的生长条件采取不同的方法。

如防止阳光照射、采用旁流过滤（或处理）以及对补充水进行预处理等，但目前采用最多的是投加杀菌剂。

从而提高机组的热经济性，减少冷源损失，就可以减少发电汽耗，也就节省了发电成本。

降低生产热能量的成本不仅仅有技术和经济上的意义，而且具有社会意义。