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污垢对火力发电厂节能降耗的影响

2019-10-21 11:19 来源: 网络
期权保本理财  近年来,我国火力发电厂建设得到迅猛发展,随着我国煤炭等能源资源紧缺,人们节能降耗意识的日益增强.国家政策对环境保护的要求越来越高.

  节能降耗,简言之就是节约能源、降低消耗,用最少的投入去获取最大的经济效益。节能降耗、点滴节约是企业的立身之本,谁怠慢了它,轻视了它,谁就会失去立足之基。我们不能不屑于一滴水、一度电、一块煤的价值,这些都将直接影响到企业的经济效益。



  火力发电厂污垢的形成是一种极其复杂的热量、动量、和质量交换过程,而且污染现象遍及自然过程。电厂多采用井水、河水作为循环水,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、污垢的形成概率也高。一般来说,污垢可以粗略按沉积物的形成机理分为二大类:水垢、泥垢等。

  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。一般认为污垢还可分为以下几种类型:①析晶污垢;②微粒污垢;③化学反应污垢;④腐蚀污垢;⑤生物污垢;⑥凝固污垢等。

  在我国,由于人们对污垢问题普遍缺乏足够的认识和重视,换热设备运行环境恶劣和水体污染愈加严重等方面的原因,使得换热器中结垢现象更加严重。污垢所带来的危害是巨大的,也是多方面的。

  一、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。工业换热器内,一般管内流体的流动总是处于旺盛湍流状态。根据管内受迫流动换热理论,液体在管道内流动分为层流边界层、过渡流层、紊流区三种基本现象,并由于流体的粘性而具有不同的流动速度。层流边界层是贴附于管壁的一层,流速非常缓慢,水中的CaCO3等污垢最易滞留在管内壁上形成污垢;并且,层流边界层虽然很薄,但紧靠管壁,热阻很大,影响传热效果。

  二、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电厂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。

  三、改变了设备的运行参数

  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,使换热效率减小,端差升高。保持凝汽器较高的真空和较小的端差,是提高机组循环热效率的主要方法之一。

  四、使汽轮机组的经济效益降低:

  当凝汽器在运行中由于水侧污垢热阻的增加而导致换热系数减小时,就直接影响到了经济效益。

  五、威胁机组的安全运行

  真空过低,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,使推力轴承过负荷,影响汽轮机组的安全运行。

  六、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+离子倾向于水解生成氧化亚铜,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,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。

  七、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1.98kW/(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,导致凝汽器长期处于低效率运行中。

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