[發明專利]一種基于酸性清洗劑連續噴射凝汽器在線化學清洗裝置及清洗方法

在審

• 申請號: 201611003821.6
• 申請日: 2016-11-15
• 公開（公告）號: CN106595381A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 陳寧
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: F28G9/00
• 分類號: F28G9/00;F28G15/08
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司32200
• 代理人: 黃欣

技術領域

本發明涉及凝汽器清洗技術領域，具體涉及一種基于酸性清洗劑連續噴射凝汽器在線化學清洗裝置及清洗方法。

背景技術

凝汽器是電廠主要輔助設備，在熱力循環中起冷源作用，凝汽器工作性能的好壞直接影響到系統的熱經濟性。

作為表面式換熱器，特別是二次供水的凝汽器，冷卻用的水循環反復使用（這種冷卻水有個專有稱謂：循環水），不斷蒸發和濃縮，使含鹽量逐漸增加。循環水在凝汽器換熱管內流動，層流邊界層緊貼附于管壁，流速很慢，難溶或微溶鹽類一般都具有固定晶格和反常溶解度（即溶解度隨溫度升高而減小），循環水中的無機鹽析出滯留在管內壁上，形成無機鹽類污垢；由于循環水的取水源來自自然水體，可能攜帶一些泥沙進入凝汽器，泥沙與無機鹽符復合在一起會形成無機鹽與泥沙的復合污垢；在某些條件下，循環水泥沙含量比較高（例如開式循環機組），此時在凝汽器管內壁會形成泥沙類污垢；此外，循環水水質處理不當時，會導致一些微生物、藻類在凝汽器換熱管內壁滋生，這就形成生物質污垢。

污垢的導熱系數都很小，例如厚度僅為0.2mm的鈣鹽沉積層，就會使純凈蒸汽凝結傳熱系數降低20%～25%，電廠度電標煤耗上升2g～4g／kwh。在我國當前能源行業面臨革命、節能減排壓力巨大的背景下，如何及時清除凝汽器污垢、提高電廠的發電效益，成為擺在我國電力行業面前的一項緊迫的任務。

我國當前實用的凝汽器除垢措施主要有離線清洗和在線清洗兩條解決路徑。離線清洗由于必須停機時進行，對機組運行時的節能減排效果助益有限。在線清洗國內的普遍采用的方法是向凝汽器內投放膠球，利用膠球與凝汽器換熱管壁的摩擦效應驅除污垢。但是膠球清洗的清洗效果并不盡如人意，而且膠球投放系統有時還受到收球率問題的困擾，因此難以根本上解決凝汽器污垢問題。此外除了清洗，電力行業還采用循環水內添加阻垢劑、殺菌劑、硫酸（降低循環水內鈣、鎂離子含量）等方法進行水質處理、延緩污垢的產生。

火電廠凝汽器機器人在線清洗是近年來興起的新興技術，可以較為有效地實現電廠凝汽器的在線清洗。目前國內凝汽器機器人清洗主要有三類方法：（1）以長沙電力學院和鄭州賽為公司為代表的，凝汽器換熱管外機器人高壓噴水清洗技術。該技術屬于物理清洗，但無論采用高壓水射流噴射還是采用水泵噴射，受限于換熱管外部噴射，流體對換熱管內壁的物理沖刷效果非常有限，因此其僅僅對管內沉積的泥沙有驅除效果，對于無機鹽類污垢基本無效，應用范圍受到很大制約；（2）以中國礦業大學和南京科遠股份公司為代表的，凝汽器換熱管內機器人高壓水射流清洗技術，該技術也屬于物理清洗。它利用機器人定位將高壓水射流清洗噴頭送入凝汽器換熱管內部，利用高壓水射流的反推力同時完成噴頭推進和清洗。與管外噴射技術相比較，該技術的清洗效果大大提高，可以滿足電廠的需要。但是該技術使用的清洗噴頭必須連接一根高壓軟管，該軟管在凝汽器環境中長時間運行本身也會結垢，從而誘發軟管系統故障，出現清洗噴頭卡死或者爆管等現象。此外該技術還存在機器人誤動作破壞凝汽器換熱管的可能性，這些安全隱患制約了該技術的應用。（3）以徐州比此智能科技有限公司為代表的凝汽器換熱管內機器人化學清洗技術。該技術屬于化學清洗，又可細分為兩類方法。第一類方法采用換熱管單側布置機器人方案，利用機器人定位一組換熱管口后利用機械注頭單邊堵住這一組管口，接著利用柱塞流原理向管內注入酸液，利用靜態浸泡腐蝕掉無機鹽類污垢。這種方法存在的問題在于，系統運行時所使用的酸性清洗劑需要額外配制，且由于換熱管另一側是直通循環水的，注入管內的酸液總會有泄漏，必然造成附帶化學污染。此外，這種浸泡清洗方式對于無機鹽與泥沙復合形成的污垢清洗效果要下降（靜態的浸泡無法沖走泥沙）。第二類方法采用換熱管雙側布置機器人方案，機器人在換熱管兩端分別定位一組換熱管口后利用機械注頭分別堵住這一組換熱管的兩端，然后向管內注入酸液連續沖洗清洗。該方案雖然可以大大減少酸液的泄漏造成的附帶化學污染問題而且清洗效果好，但是同等情況下需要多加一倍的機器人，不但投資成本非常高昂，而且受到定位誤差的影響也不能完全避免清洗酸液的泄漏污染問題。

綜上所述，目前已有的各類凝汽器機器人在線清洗技術均存在各種不足，電力行業需要新一代的技術解決上述問題。

發明內容

解決的技術問題：本發明的目的是克服現有技術的不足而提供一種基于酸性清洗劑連續噴射凝汽器在線化學清洗裝置及清洗方法，通過連續酸液噴射，實現化學和物理相結合的綜合清洗。