凝汽器

换热器

凝汽器是将汽轮机排汽冷凝成水的一种换热器，又称复水器。凝汽器主要用于汽轮机动力装置中，分为水冷凝汽器和空冷凝汽器两种。

简介

凝汽器除将汽轮机的排汽冷凝成水供锅炉重新使用外，还能在汽轮机排汽处建立真空和维持真空。

分类

按蒸汽凝结方式的不同凝汽器可分为表面式（也称间壁式）和混合式（也称接触式）两类。在表面式凝汽器中，与冷却介质隔开的蒸汽在冷却壁面上（通常为金属管子）被冷凝成液体。冷却介质可以是水或空气。水冷表面式凝汽器按冷却水的流动方式分为单流程(图1)、双流程(图2)两种。在混合式凝汽器中，蒸汽是在与冷却介质混合的情况下被冷凝成液体的。被冷凝的蒸汽既可是水蒸汽，也可是其他物质的蒸气。

水冷表面式凝汽器主要由壳体、管束、热井、水室等部分组成。汽轮机的排汽通过喉部进入壳体，在冷却管束上冷凝成水并汇集于热井，由凝结水泵抽出。冷却水（又称循环水）从进口水室进入冷却管束并从出口水室排出。为保证蒸汽凝结时在凝汽器内维持高度真空和良好的传热效果，还配有抽气设备，它不断将漏入凝汽器中的空气和其他不凝结气体抽出。抽气设备主要有射水抽气器、射汽抽气器、机械真空泵和联合真空泵等。

空冷表面式凝汽器空气借助风机在管束外侧横向通过或自然通风，而蒸汽在管束内流动被冷凝成水。为提高管外传热，这种凝汽器均采用外肋片管。它的背压比水冷凝器高得多。

混合式凝汽器有喷雾式和平面射流式两种。在喷雾式凝汽器中，冷却水被雾化成滴状；而在平面射流式中，冷却水以膜状与汽轮机的排汽接触。一般多采用平面射流式结构，因它具有更高的真空，能把不凝结气体全部排出。

清洗

凝汽式汽轮机是现代火电站和核电站广泛采用的典型汽轮机。凝汽设备是汽轮机装置的重要组成部分，它的设计制造和运行质量的优劣，直接影响汽轮机装置的经济性和安全性。

凝汽设备在汽轮机装置的热力循环中起到冷源的作用。降低汽轮机排气温度和排气压力，可以提高热循环效率。凝汽器的主要作用，一是在汽轮机排汽口建立并保持高度真空，二是在汽轮机排汽凝结的水作为锅炉给水，构成一个完整的循环。而凝汽器通过与循环水进行热交换，使凝汽器保持较高的真空度。凝汽器真空过低会严重影响电厂机组的安全经济运行,而造成凝汽器真空过低其中一个重要原因就是凝汽器冷却水管结垢。凝汽器的结垢对凝集器的性能影响较大，它不仅使汽机端差增大，而且使汽机真空度降低，排气温度升高，影响汽轮机的经济性和安全性。

长期以来传统的清洗方式如机械方法（刮、刷）、高压水、化学清洗(酸洗)等在对设备清洗时出现很多问题：不能彻底清除水垢等沉积物，酸液对设备造成腐蚀形成漏洞，残留的酸对材质产生二次腐蚀或垢下腐蚀，最终导致更换设备，此外，清洗废液有毒，需要大量资金进行废水处理。

清洗工艺

1．隔离设备系统，并将凝汽器里面的水排放干净。

2．采用高压水清洗管道内存留的淤泥、藻类等杂质后，封闭系统。

3．在隔离阀和交换器间装上球阀（不小于1英寸=2.54厘米），进水和回水口都应安装。

4．接上输送泵和连接导管，使清洗剂从凝汽器的底部泵入，从顶部流出。

5．开始向凝汽器里泵入所需要的福世泰克清洗剂（比例可根据具体情况调整）。

6．反复循环清洗到推荐的清洗时间。随着循环的进展和沉积物的溶解，反应时产生的气体也会增多，应随时通过放气阀将多余的空气排出。随着空气的排出，凝汽器内的空间会增大，可加入适当的水，不要一开始就注入大量的水，可能会造成水的溢出。

7．循环中要定时检查清洗剂的有效性，可以使用PH 试纸测定。如果溶液保持在PH值2‐3时，那么清洗剂仍然有效。如果清洗剂的PH 值达到5‐6时，需要再添加适量福世泰克清洗剂。最终溶液的PH值在2‐3时保持30分钟没有明显变化，证明达到了清洗效果。

注意：福世泰克清洗剂可以回收后重复使用，排放会造成浪费。

8．达到清洗时间后，回收清洗溶液。并用清水反复冲洗交换器，直到冲洗干净至中性，用PH试纸测定PH值6~7。

9．完成清洗后既可开机运行。也可以打压试验，看是否有泄漏现象。

10．设备稳定后，记下当前的介质过流量、工作压力、换热效率等数据。

11．比较清洗前和清洗后数值的变化，就可以计算出该企业每个小时所节省的电费、煤费等生产费用及提高的工作效率，这正是企业采用福世泰克技术应用的价值补偿。

12．同样的操作方法也可用于板式、框架式的热交换器清洗。

13．如企业需要设备进行钝化预膜处理，可按以下流程进行操作：将钝化预膜剂按推荐稀释比泵入设备中（同时在循环槽内悬挂试片）；按推荐时间循环、浸泡；检测预膜效果（红点法或蓝点法）；排放；水冲洗干净至中性（用PH试纸测定PH值6~7）。

14．钝化预膜结束后，最好采用风机等通风设备将系统吹干，可确保并提升钝化预膜效果。

技术特点

凝汽器刮片清洗技术特点：

1、快速：两个人同时进行清洗操作，每小时可清洗1000根凝汽器管子。清洗时，可以分甲、乙侧轮流清洗，无须停机，大大缩短凝汽器检修时间。特别适合火电厂夏季凝汽器真空不良时，半侧带负荷不停机抢修清洗（凝汽器有人孔门可免拆端盖清洗）。

2、安全：特殊聚乙烯材质－安全、不损伤管路和管板胀口。特别适用于发电厂凝汽器薄壁铜管、钛管的清洗。

3、高效：一般而言，清洗弹头一次通过管道即完成清洗，对于污垢量较大的管道或首次清洗，可再重复清洗一次，对于个别被泥沙堵死，已经看不到对面灯光的管子，在放入子弹清洗前，先打一次空枪。通过一次清洗，效果明显。多次清洗，端差明显降低，极大提高机组效率。

4、易检验：清洗子弹将凝汽器管路污垢彻底带出管路，清洗效果显著，检验清洗效果更是一目了然。

5、成本低：清洗价格只有高压水射流清洗价格的1/2。

设计

设计汽轮机凝汽器时，应根据汽轮机排汽量、排汽面积、年或月平均水温和供水方式，对背压、冷却水倍率（指冷却水量与被冷凝蒸汽量的质量比，一般为 50～120）和冷却水管内流速等进行技术经济比较，确定最佳方案。凝汽器在结构上应有合理的管束排列，以提高总的传热系数和降低汽侧阻力；合理布置空气冷却区和抽气口，防止形成空气死区；配备有效的抽气设备，以保证良好的热交换；喉部要有良好的空气动力特性，以保证排汽较均匀地进入冷却管束表面，不致形成汽流旋涡而浪费部分冷却面积；整个外壳要有良好的气密性和足够的刚度，以利于提高真空严密性和防止外壳变形；要使汽流良好地加热凝结水，并达到一定的除氧效果；根据管子振动计算选择合理的中间支撑板跨距，避免运行时引起管束共振而使管束遭到破坏。

保护

凝汽器的材料一般以碳钢、不锈钢和铜为主，其中碳钢材质的管板在作为凝汽器使用时，其管板与列管的焊缝经常出现腐蚀泄漏，泄漏物进入冷却水系统会造成污染环境及物料的浪费。

凝汽器在制作时，管板与列管的焊接一般采用手工电弧焊，焊缝形状存在不同程度的缺陷，如凹陷、气孔、夹渣等，焊缝应力的分布也不均匀。使用时管板部分与工业冷却水接触，而工业冷却水中的杂质、盐类、气体、微生物都会构成对管板和焊缝的腐蚀。研究表明，工业水无论是淡水还是海水，都会有各种离子和溶解的氧气，其中氯离子和氧的浓度变化，对金属的腐蚀形状起重要作用。另外，金属结构的复杂程度也会影响腐蚀形态。因此，管板与列管焊缝的腐蚀以孔蚀和缝隙腐蚀为主。从外观看，管板表面会有许多腐蚀产物和积沉物，分布着大小不等泡。以海水为介质时，还会产生电偶腐蚀，双金属腐蚀也是管板腐蚀的一种常见现象。

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