RCCS的工作原理、技術優勢及在我公司應用前景

鄭俊奇(江蘇華昌化工股份有限公司，江蘇張家港215634)

RCCS的工作原理、技術優勢及在我公司應用前景

鄭俊奇(江蘇華昌化工股份有限公司，江蘇張家港215634)

本文簡要講述了RCCS的工作原理，相對化學清洗、高壓水清洗、膠球清洗、毛刷清洗等傳統方法的技術優勢，分析我公司2#機組實施該技術的必要性及應用后的能效分析。

RCCS；工作原理；技術優勢；強化換熱；能效分析；經濟效益

1 RCCS工作原理

冷凝器實時在線清洗及強化換熱高性能系統裝置英文Real-time on line condenser cleaning and enhance heat transfer system簡稱為RCCS。它的工作原理是在冷凝器每根換熱管內安裝RCCS裝置，當機組運行時，利用循環水自身的流速驅動RCCS裝置的旋轉部件，長期在換熱管內不停地快速旋轉，改變管內水的層流為紊流狀態，破環水垢的形成機理，變被動除垢為主動除垢，同時強化換熱，大幅度提高冷凝器的換熱系數20%以上。

1.1 RCCS提高冷凝器真空

(1)RCCS維持換熱管內壁高清潔系數

冷凝器水側結垢使換熱管的傳熱系數大幅下降。由于水垢的熱導率很低，只有鋼材的1/30-1/200，因而急劇降低了冷凝器換熱管的傳熱系數，導致冷凝器真空度下降。

下表為結構對Φ20×1.0材質為307的不銹鋼換熱管的傳熱系數K值的影響數據

結垢對K值的影響系數

即使水垢厚度只有零點幾毫米，對換熱管傳熱系數也有重大影響。工程設計中清潔系數采用0.85，相當于只考慮0.1毫米厚度的水垢，在實際運行當中，凝汽器即使采取化學清洗后，若不采取有效措施，這樣的清潔系數也只能維持不到25天。

RCCS能使換熱管的清潔系數維持在0.85以上的高水平，這對降低凝汽器端茶非常有利。

1.2 端差對凝汽器真空度的影響

凝汽器真空度是汽輪機運行經濟性的主要指標之一。影響凝汽器真空度的因素很多，但所有的因素都反映在凝汽器循環水入口溫度、凝汽器循環水溫升、凝汽器端差等三個可定量分析的指標上，循環水入口溫度/循環水溫升/凝汽器端差每上升10C，即意味著汽輪機排汽溫度上升10C，凝汽器壓力也相應上升。當排汽溫度大于450C時，端差每升高10C，排汽壓力將上升0.52-0.94KPa。

2 RCCS的比較技術優勢

凝汽器清洗的傳統方法有膠球清洗、高壓水清洗、毛刷清洗、化學清洗等。

高壓水、毛刷清洗必須停機、拆開凝汽器端蓋，這種方法清洗效果差、勞動強度大，經常性的機械清洗，會磨損甚至磨穿換熱管。

膠球清洗雖可在線清洗，但存在兩個顯著問題：一是收球率偏低，二是無法對所有的換熱管都進行清洗，只能清洗凝汽器中心部位的水力特性較好的冷卻管，而相當數量的冷卻管則長期得不到清洗，而且這種清洗方法對硬垢去除效果不佳。

化學清洗的缺點就是對凝汽器換熱管腐蝕損傷嚴重。

RCCS與傳統清洗方法的比較

3 實施RCCS后能效分析

機組凝汽器安裝RCCS后，凝汽器水側清潔系數長期維持在0.85以上，且強化換熱，凝汽器端差冬季保持在80C左右，春秋季保持在70C左右，夏季保持在60C左右，凝汽器真空度顯著提高。

3.1 按月平均數據計算增發電量

根據汽輪機背壓-功率修正曲線及水蒸汽熱力特性表計算每月增加發電量

排汽溫度=安裝前排汽溫度-（安裝前端差-安裝后端差）

背壓=排汽溫度對應的飽和壓力，差水蒸汽熱力特性表可得

功率修正系數=背壓對應的功率修正系數，可查汽輪機背壓-功率修正曲線圖可得

增加功率系數=安裝后功率修正系數-安裝前功率修正系數

月增加發電量=增加功率系數×機組月發電量

2#汽輪機實施RCCS后月增加發電量(按純冷凝計算）

按8個月計算可增發電量256萬kwh，12個月按平均計算可增發電量384萬kwh。

3.2 抽氣量對機組的影響

由于2#汽輪機為抽凝機組，需要考慮抽汽量對機組做功的影響。

主蒸汽壓力平均4.5MPa，主蒸汽溫度平均4600C，進汽量180t/h，排汽溫度平均450C，抽汽溫度3000C，壓力0.883MPa，抽汽量100t/h

Q全冷凝=D進汽（h進汽-h排汽）=180×103（3317-2583）=13.21×107kJ Q抽汽=D抽汽（h抽汽-h排汽）=100×103（3051-2583）=4.68×107kJ Q抽汽/Q全冷凝=4.68/13.21=0.354

即抽汽部分的理想晗降占總進汽量全冷凝晗降的35.4%384萬×(1-0.354)=248萬kwh

綜上所述,實施RCCS后,年發電量增加248萬kwh。

4 結語

我公司2#機組實施RCCS后，能實現很高的經濟效益，主要體現在以下幾個方面：

減少端差，提高凝汽器真空度，大幅提高機組效率，降低冷凝器清洗次數和費用，提高機組安全性，保障機組連續安全運行，避免化學清洗或機械清洗造成的損傷和腐蝕，延長凝汽器壽命。年增加發電量248萬kwh，按0.5元/kwh計算，可產生直接經濟效益124萬元。