汽轮机冷凝器自转塑料纽带自动在线除垢防垢技术俞天兰彭德其刘桂英蒋少青支校衡俞秀民杨相红（株州工学院机械清洗研究所，株州412008）25mm厚的水垢会导致传热系数下降31. 2%介绍了自转塑料纽带的自动除垢防垢和传热强化的原理及其试验结果，进一步计算分析了应用该技术可以为电厂汽轮机带来的经济效益。

　　基金项目：教育部资助科学技术研究重点项目（00208）传热设备普遍存在着不同程度的结垢，结垢后热阻增大会严重降低设备的传热效率。污垢使我国换热器的运行效率下降的平均幅度为50%.例如，湖南大乘资氮集团公司是同行业内管理水平和效益都比较好的单位，笔者对自备电厂冷凝器的污垢及其清洗情况的调查是：1 2kW机组，冷凝管内径18mm，加药的资江水作为循环冷却水，流速为2. 0m/s（由于胶球清洗装置不好用，已经拆除）冷却水压差为0.16~0.26MPa.清洗前后的真空度相差10%，并且清洗一个月以后就严重下降。循环水出口温度在31~39°C.9000kW（即75%负荷）时，真空度只有8kPa可见传热面上的污垢可能会使提高性能的任何尝试都无法成功。因此，就节能措施来说，对污垢进行评价和防止结垢是*大的焦点之一查得的导热系数为1. 163~0.175W/（m2.°），查阅软质垢的导热系数为1. 163~3.49W“m2.C）在本文的污垢影响计算中取1.75W”m2°C.计算不同厚度水垢对K值的影响幅度见表1.表1不同厚度污垢对K值的影响幅度管内污垢厚度/mm相应的足值/诹。（2.°0水垢对K值的影响幅度/注：污垢成分以硅酸盐为主。

　　可见，即使污垢厚度不大，其影响也是相当显著的，十分有必要采用能实现自动在线连续清洗防垢的节能技术。

　　2自转纽带的自动清洗和传热强化作用带的边刃对污垢层产生碰撞挤压。在周向刮扫剪切和径向碰撞的共同作用下，达到对污垢的自动连续清洗作用，对原本无垢的传热面则有很好的自动防垢作用。

　　2.2自动清洗能力试验在自转塑料纽带的自动清洗能力模拟试验中，将3种不同塑料成分的纽带分别安装在串联的3根铜管内，以便在完全相同的流速条件下进行对比。

　　管内均预制好约1.0mm厚的人工污垢。人工污垢用水泥20%和碳酸钙80%，用乳胶调制，其硬度比实际水垢要大得多。安装好纽带后，开泵通水进行污垢清洗能力试验，一周后拆开观察清洗效果，如表表2自转塑料纽带的自动清洗效果纽带编号铜管尺寸/清洗条件管内流速/m、1清洗时间1清洗效果不干净很干净干净可见，23材质制成的塑料纽带都可以有效地实现自动连续在线清洗防垢。

　　2.3传热强化作用在冷凝器的每根冷凝管内设置一条与管内壁有一定间隙的自转塑料纽带（如）在冷却水流动能带动下，产生自转和振动摆动。自转纽带的侧刃验结果见当Re=5.0x104时，安装有自转塑料纽带可以使传热系数K值提高大约16%. 3自动清洗纽带的增产效益在汽轮机进汽温度不变的条件下，排汽温度每降低10装置效率可提高35%左右；凝汽器压力每改变1%中压汽轮机功率将改变1%，高压汽轮机将改变0.8%.下面按此计算真空度提高和汽轮机出力增大的幅度。

　　比较的前提条件是，冷凝管内是否安装塑料纽带，凝汽器的负荷不变。根据方程，Q= =常数，传热系数K值提高后，需要的传热温差减少，蒸汽的冷凝温度冷凝压力降低，真空度上升，汽轮机的出力增大。管内安装自转塑料纽带后，不仅使冷凝管内保持清净无垢，并且又有16%的传热强化作用。

　　凝汽器冷却水的进口温度18°C，出口温度30°C，对应的真空度为7kPa相应的蒸汽冷凝温度约为39分别计算出污垢厚度不同的原（既未清洗又无传热强化）冷凝器的真空度和相应的蒸汽冷凝温度，进而计算出真空度提高的百分比以及汽轮机出力增大的幅度。

　　根据上述计算方法，采用清洗纽带所产生的经济效益见表3.表3不同厚度污垢的凝汽器采用自转纽带技术后的计算效益污垢厚度/mm无纽带传热温差/无纽带冷凝温度/无纽带真空度/kPa纽带除垢传热强化幅度/%有纽带以后真空度/kPa纽带的出力增大幅度/% 3.1效益计算以12MW的机组为例，若原先的污垢厚度分别20、0.25mm，采用自转塑料纽带自动清洗技术后，传热系数分别可以提高000h，每度电的效益为0.20元，则经济效益分别可以达到每年4结论即使管内壁的污垢厚度不大，只有0.25mm，对传热系数K值的影响也已经相当显著，达到31.2%.自转塑料纽带作为一种新型在线的机械清洗方法，具有良好的清洗防垢功能。

　　自转塑料清洗纽带还具有一定的传热强化作用，这是胶球清洗和往复刷清洗等国内外现采用的技术所没有的功能。

　　61亿kW左右，每年新增装机容量1100万kW以上，故该技术的应用市场十分广阔。若按50%的技术推广率、真空度平均提高2%计，机组的年平均运行时间6 000h，每度电的增产效益0.20元，则每年的增产效益可达24亿元。