凝汽器强化换热系统(自转螺旋纽带)
【导语】
凝汽器强化换热系统(自转螺旋纽带)主要应用于石化、化工、化肥、热电、冶金、造纸、印染、制药、环保、新能源发电等具有中小型凝汽式汽轮机的行业,用于提高凝汽器的真空度,保持凝汽器清洁,提高驱动及发电的效率,节省蒸汽。
例如:化工厂的汽轮机凝汽器、自备电厂的汽轮机凝汽器、垃圾及生物质焚烧电厂的汽轮机凝汽器、余热发电厂的汽轮机凝汽器等。
本品也适用于采用满液式蒸发器、冷凝器的大型制冷机组、大型列管式换热器,以及部分多效蒸发装置的强化换热及自动清洁。
【应用环境要求】
本装置适用于采用循环水冷却的凝汽器、列管换热器等,换热管如铜管、不锈钢管、钛管、碳钢管等都能安装本装置,对换热管无损伤。
本装置能适应南北方水质差异。
本装置作为替代胶球清洗装置、超声波清洗等的优选产品,能够长期优化换热装置的运行环境。
【基本运行原理】
强化换热系统的螺旋纽带利用水的动能驱动,不需要电机等机械驱动,在换热管内不停地快速旋转,改变管内水的流态为全紊流,使贴近管壁的滞留层消失,热量迅速从换热管传递给强烈扰动的水流,被快速带走,显著地强化了换热管水侧的换热效果,从而改善了凝汽器整体换热效果,经济效益提高。
本系统运行时,强烈旋转的水流产生径向管壁摩擦力和剪切力,破坏了水垢和粘泥物质在换热管内壁的附着机理,排除了结垢的可能,保持换热管内壁长期干净无垢,垢下腐蚀大幅度减缓,保护换热管内壁氧化膜。
由于凝汽器换热效果增强,排汽温度降低,同时强烈的水流扰动使贴近管壁的水流温度降低,水侧温度场均化,水中重碳酸钙分解产生碳酸钙的速度降低,碳酸钙在低温下的溶解度也提高,沉淀量减少。这两个方面的影响也使安装本装置后换热管内壁的结垢可能性大大降低。
运行原理图
【工艺流程图表】
【核心优势亮点】
1.强化换热:当汽轮机组运行时,本装置无需外加动力,利用水的流速水头(动能)驱动螺旋扭带长期在换热管内不停地快速旋转,改变管内水的流动状态,均化温度场,使贴近管壁的滞留层消失,热量迅速从换热管传递给强烈扰动的水流,并被快速带走,极大地强化了换热管水侧的换热效果,换热系数提高20%左右,从而改善了凝汽器整体换热效果。
2.自动除垢:本装置运行时,强烈旋转的水流产生向管壁摩擦力和剪切力,破坏了水垢和粘泥物质在换热管内壁的附着机理,使水垢和粘泥没有时间在管壁上滞留,排除了结垢的可能,保持换热管内壁长期干净无垢,垢下腐蚀大幅度减缓,保护换热管内氧化膜。
3.阻垢防垢:由于凝汽器换热效果增强,排汽温度降低,同时强烈的水流扰动使贴近管壁的水流温度降低,水中重碳酸钙分解产生碳酸钙的速度降低,碳酸钙在低温下的溶解度也提高,沉淀量降低。这两个方面的影响也使安装本装置后换热管内壁的结垢可能性大大降低。
4、减少汽耗,减少补充水量,视循环水系统具体情况还可适度减少加药量。
5、运行阻力小:原系统无需改变,螺旋纽带阻力较小,约为0.1kPa/米左右,安装使用本装置的用户反映安装前后冷却水总管压力基本没有变化。
6、投资回收期短,安装简单,无需运行维护,是替代胶球清洗装置、超声波清洗等的优选产品。
【相关参数描述】
本装置运行中实现了全覆盖、全流程的在线清洗和强化换热,凝汽器换热系数提高20%左右,降低端差2℃以上,提高真空度1kPa以上,减少机组结垢停机清洗时间,使机组一直保持在最佳状态下运行。
【投资回收期】
该技术产品的应用能给用户带来可观的直接经济效益,投资回报周期短。
【应用情况简介】
l发电效率提高;
l降低运行维护费用;
l机组停机清洗时间2年以上,延长机组发电运行时间;
l延长凝汽器使用寿命。
【市场应用潜力】
中小型电力行业发电机组通常都用工业新水、地下水、河水等高硬度水质作为冷却循环水,都会导致凝汽器换热管内壁结垢,影响机组发电效率。为了除垢常用人工清洗、胶球清洗、超声波清洗等方法,但这些清洗方法都无法达到凝汽器的换热管既不结垢又能提高换热能力的效果。凝汽器自动除垢换热系统作为替代的优选产品。
目前主要应用领域:石化、化工、化肥、热电、冶金、造纸、印染、制药、环保、新能源发电等具有中小型凝汽式汽轮机的行业,提高动力效率及发电量,节省蒸汽。
潜在应用领域:
1、石化、化工的压缩机驱动,具有大量凝汽式汽轮机,凝汽器真空度亟待优化,全国可用该系统的企业数以万计。
2、钢铁企业的自备电厂:全国具有炼铁、炼钢能力的钢厂约565家,一般钢厂都有自备电厂,钢厂自备电厂领域初步测算具有120000MW以上机组凝汽器使用空间。
3、垃圾、生物质焚烧发电:全国有3185个市县,许多市县都在建垃圾、生物质焚烧发电厂,垃圾焚烧发电领域初步测算具有100000MW以上机组凝汽器使用空间。
4、焦化企业的余热发电:全国有焦炉1400多座,焦炉余热发电领域初步测算具有10000MW以上机组凝汽器使用空间。
5、水泥企业的余热发电:全国水泥厂有几千家,初步测算共有15000MW以上机组凝汽器使用空间。
6、大型化工厂、造纸厂、印染厂、制药厂自备电厂:初步测算共有50000MW以上机组凝汽器使用空间。
7、有色金属余热发电、自备电厂:初步测算共有50000MW以上机组凝汽器使用空间。
参照以上以及其他市场测算,按照产品技术和性能,市场使用量预测为500000MW以上,市场份额为百亿以上。
【推广应用现状】
目前钢厂自备电厂、大型化工企业自备电厂、水泥厂余热发电等300MW以下机组都在陆续进行节能改造使用。新上垃圾、生物质焚烧发电凝汽器大多数采用自动除垢换热系统。石化、化工等行业汽轮机正准备推广。如产品继续完善彻底解决断带问题,产品将完全取代胶球清洗装置、超声波清洗等,还可应用于氧化铝、中央空调、石油化工、盐业、造纸、制糖、制药等行业列管式换热器,以及拓展到国外相同领域市场,市场份额巨大。
目前国内市场使用率不超过10%,该技术具有广泛的应用前景。
【典型案例介绍】
案例一
项目名称:山东新龙集团有限公司汽机车间1#汽轮机组凝汽器节能改造合同能源管理项目
用户单位:山东新龙集团有限公司
#1汽轮机组凝汽器型号规格
改造前即2017年1#机组凝汽器运行参数
改造后即2018年1#机组凝汽器运行参数
产生经济效益:统计运行三个月产生经济效益为160.1万元。
案例二
项目名称:湖南煤化新能源25MW发电机组凝汽器自动除垢换热系统节能改造
用户单位:湖南煤化新能源有限公司
时间:2017年11月17日开机,新装置正式投入运行
改造前、后凝汽器运行参数对比
产生的经济效益:(回收期半年以内)
【单位简介】
北京时代科仪新能源科技有限公司(简称“时代科仪”)成立于2010年1月28日,是一家专业致力于化工、食品医药,玻璃建材等高耗能行业整体节能降碳服务商,集节能咨询、节能诊断、节能项目设计、节能投资、运维、能源销售为一体的国家高新技术企业、国家软件企业、国家发改委备案的节能服务公司、专精特新企业、节能服务公司综合服务能力AAAA企业、低碳平台运营单位。公司旨在为企业提供从公用工程、热泵、换热器直至工艺系统等一整套的节能降碳方案,涵盖八大技术(如:蒸汽系统分析优化及动力利用技术、冷热系统夹点分析技术、余热余能及水资源利用技术、局部系统性节能技术、空压站系统整体节能技术、循环水站及制冷站综合节能技术、水质闭环管理技术及环保废气闭环处理技术等),四十多项专利、18大节能工艺包,实现耗能企业的深度挖潜,并通过“端、云一体化”的技术手段,完整呈现智能在端、智慧在云的应用场景,从而达到节能减碳、提质增效的终极目标。满足国家对企业数字化工厂、智能制造、高端制造的政策导向需求和企业精细化、精益化管理需求。
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