[发明专利]一种基于酸性清洗剂连续喷射凝汽器在线化学清洗装置及清洗方法

说明书

技术领域

本发明涉及凝汽器清洗技术领域，具体涉及一种基于酸性清洗剂连续喷射凝汽器在线化学清洗装置及清洗方法。

背景技术

凝汽器是电厂主要辅助设备，在热力循环中起冷源作用，凝汽器工作性能的好坏直接影响到系统的热经济性。

作为表面式换热器，特别是二次供水的凝汽器，冷却用的水循环反复使用（这种冷却水有个专有称谓：循环水），不断蒸发和浓缩，使含盐量逐渐增加。循环水在凝汽器换热管内流动，层流边界层紧贴附于管壁，流速很慢，难溶或微溶盐类一般都具有固定晶格和反常溶解度（即溶解度随温度升高而减小），循环水中的无机盐析出滞留在管内壁上，形成无机盐类污垢；由于循环水的取水源来自自然水体，可能携带一些泥沙进入凝汽器，泥沙与无机盐符复合在一起会形成无机盐与泥沙的复合污垢；在某些条件下，循环水泥沙含量比较高（例如开式循环机组），此时在凝汽器管内壁会形成泥沙类污垢；此外，循环水水质处理不当时，会导致一些微生物、藻类在凝汽器换热管内壁滋生，这就形成生物质污垢。

污垢的导热系数都很小，例如厚度仅为0.2mm的钙盐沉积层，就会使纯净蒸汽凝结传热系数降低20%～25%，电厂度电标煤耗上升2g～4g／kwh。在我国当前能源行业面临革命、节能减排压力巨大的背景下，如何及时清除凝汽器污垢、提高电厂的发电效益，成为摆在我国电力行业面前的一项紧迫的任务。

我国当前实用的凝汽器除垢措施主要有离线清洗和在线清洗两条解决路径。离线清洗由于必须停机时进行，对机组运行时的节能减排效果助益有限。在线清洗国内的普遍采用的方法是向凝汽器内投放胶球，利用胶球与凝汽器换热管壁的摩擦效应驱除污垢。但是胶球清洗的清洗效果并不尽如人意，而且胶球投放系统有时还受到收球率问题的困扰，因此难以根本上解决凝汽器污垢问题。此外除了清洗，电力行业还采用循环水内添加阻垢剂、杀菌剂、硫酸（降低循环水内钙、镁离子含量）等方法进行水质处理、延缓污垢的产生。

火电厂凝汽器机器人在线清洗是近年来兴起的新兴技术，可以较为有效地实现电厂凝汽器的在线清洗。目前国内凝汽器机器人清洗主要有三类方法：（1）以长沙电力学院和郑州赛为公司为代表的，凝汽器换热管外机器人高压喷水清洗技术。该技术属于物理清洗，但无论采用高压水射流喷射还是采用水泵喷射，受限于换热管外部喷射，流体对换热管内壁的物理冲刷效果非常有限，因此其仅仅对管内沉积的泥沙有驱除效果，对于无机盐类污垢基本无效，应用范围受到很大制约；（2）以中国矿业大学和南京科远股份公司为代表的，凝汽器换热管内机器人高压水射流清洗技术，该技术也属于物理清洗。它利用机器人定位将高压水射流清洗喷头送入凝汽器换热管内部，利用高压水射流的反推力同时完成喷头推进和清洗。与管外喷射技术相比较，该技术的清洗效果大大提高，可以满足电厂的需要。但是该技术使用的清洗喷头必须连接一根高压软管，该软管在凝汽器环境中长时间运行本身也会结垢，从而诱发软管系统故障，出现清洗喷头卡死或者爆管等现象。此外该技术还存在机器人误动作破坏凝汽器换热管的可能性，这些安全隐患制约了该技术的应用。（3）以徐州比此智能科技有限公司为代表的凝汽器换热管内机器人化学清洗技术。该技术属于化学清洗，又可细分为两类方法。第一类方法采用换热管单侧布置机器人方案，利用机器人定位一组换热管口后利用机械注头单边堵住这一组管口，接着利用柱塞流原理向管内注入酸液，利用静态浸泡腐蚀掉无机盐类污垢。这种方法存在的问题在于，系统运行时所使用的酸性清洗剂需要额外配制，且由于换热管另一侧是直通循环水的，注入管内的酸液总会有泄漏，必然造成附带化学污染。此外，这种浸泡清洗方式对于无机盐与泥沙复合形成的污垢清洗效果要下降（静态的浸泡无法冲走泥沙）。第二类方法采用换热管双侧布置机器人方案，机器人在换热管两端分别定位一组换热管口后利用机械注头分别堵住这一组换热管的两端，然后向管内注入酸液连续冲洗清洗。该方案虽然可以大大减少酸液的泄漏造成的附带化学污染问题而且清洗效果好，但是同等情况下需要多加一倍的机器人，不但投资成本非常高昂，而且受到定位误差的影响也不能完全避免清洗酸液的泄漏污染问题。

综上所述，目前已有的各类凝汽器机器人在线清洗技术均存在各种不足，电力行业需要新一代的技术解决上述问题。

发明内容

解决的技术问题：本发明的目的是克服现有技术的不足而提供一种基于酸性清洗剂连续喷射凝汽器在线化学清洗装置及清洗方法，通过连续酸液喷射，实现化学和物理相结合的综合清洗。