凝汽器在线清洗机器人在火电厂的应用 周瑜

凝汽器在线清洗机器人在火电厂的应用周瑜摘要：凝汽器运行一定的时间后，冷凝管积聚泥沙、污垢，从而影响传热效果，采用高压水射流进行清洗依然是凝汽器除垢的最常用方法。

采用自动化装置将高压水射流清洗应用到凝汽器上，实现了在线自动清洗。

通过在凝汽器上安装凝汽器在线清洗机器人，提高冷凝管清洁度，降低端差，降低煤耗，对汽轮发电机组节能降耗具有极大的效益。

1 前言凝汽器是汽轮发电机组的关键设备之一，用于冷却汽轮机排出的乏汽，从而达到降低出口压力，提高汽轮发电机组循环效率的目的。

影响凝汽器冷却效率的关键因素是其冷却管的换热效率。

凝汽器的循环冷却水采用自然水，根据水质不同，会出现污泥垢和钙镁盐等类型结垢。

凝汽器的污垢热阻中，微生物的影响很大，特别是夏天，负荷高、冷却水温度高，污垢影响更大[1]。

结垢导致凝汽器冷却水管换热效率降低，从而降低汽轮机的运转效率。

对于长期结垢，还会加速冷却管的腐蚀，可能造成事故。

保持凝汽器冷却管清洁度，对于降低能耗，保障生产安全，提高设备使用寿命，都有着重要的意义。

2 应用背景在“十二五”规划关键的结尾之年，为积极响应党中央国务院提出的建设资源节约型、环境友好型社会方针策略以及贯彻落实中国大唐集团公司、大唐江苏分公司提出的运行参数达设计值的要求，发电企业必须加速推进节能减排工作，采取有力措施，努力实现节能降耗和污染减排的约束性目标。

大唐南京发电厂660MW超超临界汽轮机组凝汽器为双背压、双壳体、单流程、表面式、横向布置，它由高压侧凝汽器B与低压侧凝汽器A组成。

机组正常运行时凝汽器采用了传统的胶球系统对凝汽器中的冷凝管进行清洗。

在长期使用的胶球系统清洗过程中主要存在的问题有：胶球回收率低（目前胶球收球率仅90%左右），不能完全清除由化学反应而形成的析晶；由于对胶球选型判断要求较高，难以正确选择，无法达到理想的清洗效果。

机组停运时采用高压水管伸入冷却管内部进行人工清洗，清洗有针对性，但是由于冷却管数量多、长度长、劳动强度大、工人工作环境恶劣，而且需要机组停机或降负荷运行，难以满足大规模清洗的需要以及安全生产要求，而且难以长期保持清洗效果。

5号机组凝汽器在线清洗机器人节能系统改造发表时间：2017-01-09T16:36:27.610Z 来源：《电力技术》2016年第10期作者：曾云峰[导读] 该清洁系统的清洁效果良好，有效的节约了能源，并且降低了机器人的运行费用，为企业创造更多的经济效益，值得在实践中推广应用。

太仓港协鑫发电有限公司 215433 摘要：凝汽器是汽轮机冷端的一种关键换热设备，是热力发电循环的冷源，主要作用是降低汽轮机的排汽压力和温度，提高发电机组的循环热效率。

当前我公司主要采用人工机械清洗以及胶球在线清洗结合的方式，虽然清洗效果比较好，但却存在许多安全隐患，比如凝汽器断水、阀门坑满水等，严重影响了机组的安全运行。

为此我公司对凝汽器在线清洗机器人的节能系统进行了改造，本文主要对5号机组凝汽器在线清洗机器人节能系统改造项目进行了具体分析和介绍。

关键词：凝汽器；节能系统；改造1项目概况太仓港协鑫发电有限公司5号机是上海汽轮机厂生产的H156型机组，其所配套的凝汽器是由上海动力设备有限公司生产的单背压、单壳体、对分双流程、表面式凝汽器，其型号为N-17000-1，凝汽器冷却面积为17000㎡，设计端差>2.8℃，技术规范如表1所示。

表1 凝汽器技术规范我公司凝汽器冷却水采用开式循环，即用长江水作为凝汽器冷却水源，冷却水流速低而流量大，由于水中含有泥沙、贝类生物和工业排放杂物，凝汽器运行环境更加复杂，凝汽器钛管易出现泥沙沉积、微生物滋生、管口堵塞等问题，导致凝汽器真空降低，汽轮机热耗增加。

凝汽器机器人在线清洗是目前国内最先进的清洗技术，可提高并保持凝汽器钛管清洁程度，有效降低凝汽器端差，提高凝汽器真空，降低汽轮机热耗，达到提高机组经济性的目的[1]。

2、项目方案2.1 方案概述方案拟定用在线清洗机器人代替原先使用的人工机械清洗和胶球清洗系统，针对凝汽器的污垢问题使用机器人技术、高压水射流技术和水下密封技术，实现了凝汽器冷却管在线逐根清洗。

凝汽器胶球集中清洗装置在火电厂的应用发布时间：2021-07-21T08:49:39.557Z 来源：《防护工程》2021年8期作者：刘建新王泉张文明王刚吕传奇[导读] 作为提高火力发电厂运行效率的重要手段之一，在线式凝汽器胶球清洗装置已成为火电厂的标准配置，胶球清洗装置的稳定、可靠与胶球质量好坏是评价胶球系统工况优劣的关键要素。

选用稳定、可靠的胶球清洗装置、适合的清洁胶球，对凝汽器冷却管进行有效清洗。

直接影响到凝汽器的清洁度和传热效率。

装置的正常投运能降低传热端查，提高真空，是提高电厂经济性，保障机组安全运行不可缺少的必要条件。

刘建新王泉张文明王刚吕传奇华能渑池热电有限责任公司河南省三门峡市 472400摘要：作为提高火力发电厂运行效率的重要手段之一，在线式凝汽器胶球清洗装置已成为火电厂的标准配置，胶球清洗装置的稳定、可靠与胶球质量好坏是评价胶球系统工况优劣的关键要素。

选用稳定、可靠的胶球清洗装置、适合的清洁胶球，对凝汽器冷却管进行有效清洗。

直接影响到凝汽器的清洁度和传热效率。

装置的正常投运能降低传热端查，提高真空，是提高电厂经济性，保障机组安全运行不可缺少的必要条件。

关键词：凝汽器胶球；清洗装置；火电厂引言：众所周知，每个火电厂的凝汽器都会受到不同程度的污染，这会使凝汽器的真空降低，机组的循环热效率下降，影响了机组的安全性和经济性。

保持凝汽器良好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，如果汽轮机凝汽器真空下降，将导致汽轮机热耗，煤耗增加，凝汽器铜管结垢将使换热系数下降，端差增加，机组出力下降。

基于此，众多火电厂使用凝结器胶球清洗装置，但在使用中，胶球回收存在一定的问题，需要众多科研者的重点关注。

一、胶球清洗装置的基本原理胶球清洗装置的基本原理是指在汽轮机不减负荷、正常运行的情况下，由胶球循环泵向正在运行的凝汽器冷却水中投入一定数量的胶球，借助冷却水流动的冲力使胶球挤擦通过凝汽器换热管，将换热管内壁擦洗干净，而后由收球网把胶球汇集到清洗循环系统。

凝汽器在线不停机清洗技术10小时解决电厂凝汽器排汽温度升高、真空度下降、端差增大问题摘要：火力发电厂值长在中控室观察到发电机组凝汽器长时间出现的真空度低、排⽓温度高、端差大、发电机组效率下降、热经济性降低等不同程度的异常现象，经过对引发凝汽器数据异常现象可能原因逐一检查排除，确定是凝汽器冷却管结垢导致中控室观察到发电机组凝汽器相关数据异常，通过凝汽器结垢对发电机组经济性的影响分析，以及对火电行业现有清洗技术的对比分析，确定采用凝汽器在线化学清洗技术方案，对清洗前后凝汽器运行性能数据进行了对比分析，证明凝汽器在线化学清洗技术在火电行业具有推广应用意义。

关键词：凝汽器结垢；凝汽器在线清洗；凝汽器排汽温度高；凝汽器真空度下降；节能技术应用1.前言凝汽器在火电汽轮机组的作用是在汽轮机排汽处建立真空和维持真空，并且把汽轮机排汽冷凝成水供锅炉重新使用。

提高并维持凝汽器真空度，降低汽轮机排汽压力和排汽温度，可以提高汽轮机组循环热效率。

通常火力发电厂汽轮机组在运行一至二年后，汽轮机凝汽器冷却循环水中的腐蚀物、灰尘和杂质、微生物粘泥、碳酸盐硬垢及硅酸盐硬垢附着在凝汽器换热不锈钢管或铜管或钛管内壁形成水垢，导致凝汽器冷却管热阻增加，冷却水循环量减少，在一定的蒸汽负荷下，冷却水温升超过正常值，引起凝汽器真空度下降，排汽温度升高、端差增大、汽轮机的发电效率降低、供电标准煤耗克/千瓦时，即g/KWh 上升等问题，凝汽器严重结垢还将引起汽轮机组出现振动，影响设备安全生产。

图1 电厂凝汽器结垢导致真空度下降、排汽温度升高、端差增大、发电量减少黄铜换热管的热导率约为109-125 W/(m·K),不锈钢换热管的热导率约为15-30 W/(m·K)，钛换热管的热导率约为15-30 W/(m·K)，混合型水垢热导率约为0.4 W/(m·K)，有试验表明，1mm厚的水垢能使凝汽器换热管的传热系数降低50%左右。

凝汽器在线清洗机器人技术的应用摘要：本方分析了凝汽器污垢产生的原因及影响，比较了各种常用污垢清洗一元方程的优点和不足，针对现有除垢技术不足，国内出现了凝汽器在线清洗机器人。

该在线清洗机器人主要综合了机器人技术、高压水射流技术和水下密封技术等关键技术，目前已在我某发电公司#3机应用。

通过比较改造前后凝汽器性能指标，加装机器人后冷凝管清洁系数得到提高约，凝汽器端差降低，凝汽器压力降低，因背压降低引起发电煤耗降低。

关键词：机器人、在线清洗、凝汽器1、引言凝汽器系统是凝汽式火电机组的重要组成部分，它的主要作用是将凝汽式汽轮机做功后排出的蒸汽凝结成水，形成并保持凝汽器真空。

降低汽轮机的排汽压力和排汽温度，可提高机组的循环热效率，提高运行经济性。

大型凝汽器由数以万计的小孔径冷凝管组成，流经冷凝管的循环水不清洁，热交换时发生化学反应，造成冷凝管内积聚污垢。

污垢使凝汽器传热性能恶化，凝汽器真空降低，机组效率下降，尤其对于沿江、沿海的开式水循环冷却机组，冷凝管易出现泥沙沉积、生物粘泥等问题。

冷凝管结垢严重，导致凝汽器真空降低。

2、凝汽器污垢产生的原因及其影响凝汽器在运行过各工，由于循环水质的不洁净（特别是开式循环机组中循环水到自江、河、湖、渠等天然水源）、热交换时发生化学反应等原因，至使在换热管壁聚积的一些称之为污垢的固态混合物。

凝汽器污垢形成是一个复杂的物理、化学过程，在很多情况下还包含有盐的溶解、材料腐蚀及微生物繁殖，再加上不同种类污垢之间的协同效应，使得换热面上的污垢特征是多种参数的函数，而且这些如循环水流速、水质、温度等还随差凝汽器运行工况的变化面变化。

根据现场采集的结垢物进行，凝汽器冷凝管中的污垢主要分为以下同类：（1）机械污垢凝汽器中机械污垢通常是指循环水中的泥沙、塑料、木片、杂草、树叶、藻类、小贝壳、小鱼虾等产生的污垢，这种污垢往往带有明显有季节性，若不处处理、将堵塞部分管道。

（2）生物类污垢凝汽器中的生物类污垢是指沉积在换热管内壁，少着的细胞生物和水藻类，它在管道表面形成一层生物膜（3）盐类类污垢凝汽器中的盐类污垢是指由于循环水中所含盐类物质慢速沉积在换热管内壁而形成的水垢，水垢的主要成分是CaCO3，同时也含有Ca2SO4、Ca3(PO4)2和MgSiO3等成分，它的形成与凝汽器运行工况密切相关。

冶金动力2012年第2期48M ET A L LU R G I C A L P0w E R总第150期凝汽器在线清洗技术在发电厂中的应用唐黎(攀钢集团钢铁钒钛股份有限公司发电厂，四川攀枝花617012)【摘要】探讨了密闭式循环冷却的汽轮机凝汽器管束结垢的原因。

对现有的预防和延迟结垢技术进行了分析，剖析了几种清洗技术的优缺点，实践表明采用新型的在线清洗技术可有效地延长凝汽器管束结垢。

【关键词】凝汽器：在线清洗；结垢‘【中图分类号J11(264．1【文献标识码】B 【文章编号】1006-67“(2012)02一oD 48—05A ppl i cat i on ofC onde 璐eron —l i ne C l eal l i ng Tecl l l I oI ogy i n Power Pl 觚tT A N G K∞晰‰l ，只冒垮∞w 锄l IP 跏eZ l ，删诫帆&砌西怵阮，￡砬，砌曲讯岫S 证^啪酣剃2，c^f 叫【A bst r act 】1hescal i n gca usesoft ur bi ne c ondense r pi pe of cl osed ci r cul at i ng cool i ng ar edi sc us sed ．T he e 】【i st iI lgpr eV ent i ng 锄ddel ayi ng scal i ng t echn ol ogyi s 硼al yze d ．，11l e adV锄一t ages and di sadV 锄t agesof se V era Llckani ngt echnol o 西es a 聆al ∞舳al yzed ．T hePr act i ce s h 佣噶t l l att l l enovel∞一l i necl ea ni ng t e chnol o 舒cane 能ct i vel ypr ol ongsenr i c el 如oft l Iecon —de nse r pi pe ．，【K ey w ords 】condens er ；on —l i necl ea ni ng ；scal i ng1前言攀钢集团钢铁钒钛股份有限公司发电厂(以下简称发电厂)现有3台100M W 机组，汽轮机采用闭式循环冷却。

凝汽器在线单侧解列化学清洗在 660MW机组中的应用摘要：为了处理某电厂660MW机组闭式循环水冷却水水质浊度变化引起的凝汽器换热钢管结垢和沉淀，提高凝汽器钢管的换热效果，在机组负荷较低时，通过临时加药系统从循环水侧入口加入一定量的氨基磺酸、剥离剂+缓蚀剂，对凝汽器进行在线化学清洗。

在线冷凝器单边解耦化学清洗耗时短、耗药少、效果好。

清洗后对比分析结果表明，清洗前后整个凝汽器平均真空提高1.715kPa，平均端差降低3℃，机组煤耗降低，机组承载能力提高，机组效率大幅提高，经济效益显著。

关键词：凝汽器；单侧解列；化学清洗；真空度；凝汽器端差1冷凝器化学清洗工艺的确定某电厂660MW机组循环水的持水量约为3万M3，如果运行中按1%进行清洗，也需要300吨，缓蚀剂需要300吨。

清洁成本高，时间长。

循环水泵叶轮易腐蚀甚至损坏，存在严重的不确定安全隐患。

目前，在线单边化学清洗的难点和风险有:1)单侧凝汽器隔离时，循环水凝汽器单侧进出口阀大(DN2000mm)，平时操作少。

在运行化学清洗装置时，很难确保阀门关闭紧密，这很容易导致化学物质泄漏到另一侧的冷凝器中并进入循环水系统，导致清洗化学物质浓度不足，从而难以达到清洗效果。

2)清洗过程是放热过程，清洗液温度会升高。

如果清洗过程控制不好，很容易超过凝汽器的排汽温度，从而影响机组负荷的稳定，造成严重的直接甩负荷和生产事故。

3)在清洗过程中，需要控制机组的运行负荷，使其低负荷运行。

某电厂经多方调研论证，决定采用在线单边化学清洗方案，采用氨基磺酸、剥离剂、缓蚀剂工艺，耗时短、耗药少、效果好。

本次现场运行的实际案例证明，在精细化组织和现场管理下，超临界机组运行过程中采用单侧化学清洗的方式对凝汽器进行清洗是可行的，完全能够满足安全高效的预期要求。

2安装冷凝器化学清洗系统根据现场现有条件，不可能按照化学清洗的要求单独隔离冷凝器的外部管道。

在现场，每台机组的胶球调试系统作为清洗剂的入口，冷凝器出水测得的排空管道系统作为清洗液的回流口，清洗反应液和气体随排空管道返回清洗系统的溶解罐。

636电力与能源第41卷第5期2020年10月001:10. 11973/dlyny202005024凝汽器在线清洗装置工程应用及其性能评估王加勇\徐世明2,代军科、张华芳1(1.苏州热工研究院有限公司性能试验中心，江苏苏州215004;2.华能营口热电有限公司策划部，辽宁营口115000)摘要：针对国内某1〇〇〇M W机组大修期间加装凝汽器在线清洗装置.在相同凝汽器热负荷和海水条件下，加装在线机器人清洗装置进行清洗后，凝汽器总体传热系数由改造前的3. 13 k W A m^K)提高到5. 19 kW/ (m2• K);改造后凝汽器较改造前下降0.56 k P a，发电煤耗降低约1.24 g/k W h。

机组正常运行后通过投切凝汽器在线冲洗装置再次验证了清洗装置的实用性。

关键词：蒸汽动力循环发电机组；凝汽器；线清洗装置作者简介：王加勇（1985—），男，高级工程师，主要从事电站运行优化技术工作。

中图分类号：TM621 文献标志码：A 文章编号：2095 —1256(2020)05 — 0636 — 03Engineering Application and Performance Evaluation of Condenser Online Cleaning Device WANG Jiayong1,XU Shiming2.DAI Junke1,ZHANG Huafang1(1. Performance Test C enter,Suzhou Nuclear Power Research Institute^Suzhou 215004 ♦ Jiangsu Province^ China；2. Huaneng Yingkou Co-generation Co. «L t d.，Yingkou 115000，Liaoning Province. China)Abstract：As for the installation of condenser online cleaning device during the overhaul of a 1000 MW unit, after the installation of online robot cleaning device，the overall heat transfer coefficient of the condenser in­creased by 5. 19 k W/(m2• K) from 3. 13 kW/(m~ • K) before the renovation under the same condenser heat load and seawater condition. After the transformation, the condenser decreased by 0. 56 kPa. and the coal con­sumption of power generation decreased by about 1. 24 g/(k W• h). After the unit runs normally, the practi­cability of the washing device is verified again by the online cleaning device.Key words：steam power cycle generator s e t，condenser，online cleaning device凝汽器是蒸汽动力循环发电机组的重要环节，它的工作状态直接影响了机组的安全性和经济性[1],其作用是使机组维持一定的背压。