RCCS的工作原理、技术优势及在我公司应用前景

郑俊奇(江苏华昌化工股份有限公司，江苏张家港215634)

RCCS的工作原理、技术优势及在我公司应用前景

郑俊奇(江苏华昌化工股份有限公司，江苏张家港215634)

本文简要讲述了RCCS的工作原理，相对化学清洗、高压水清洗、胶球清洗、毛刷清洗等传统方法的技术优势，分析我公司2#机组实施该技术的必要性及应用后的能效分析。

RCCS；工作原理；技术优势；强化换热；能效分析；经济效益

1 RCCS工作原理

冷凝器实时在线清洗及强化换热高性能系统装置英文Real-time on line condenser cleaning and enhance heat transfer system简称为RCCS。它的工作原理是在冷凝器每根换热管内安装RCCS装置，当机组运行时，利用循环水自身的流速驱动RCCS装置的旋转部件，长期在换热管内不停地快速旋转，改变管内水的层流为紊流状态，破环水垢的形成机理，变被动除垢为主动除垢，同时强化换热，大幅度提高冷凝器的换热系数20%以上。

1.1 RCCS提高冷凝器真空

(1)RCCS维持换热管内壁高清洁系数

冷凝器水侧结垢使换热管的传热系数大幅下降。由于水垢的热导率很低，只有钢材的1/30-1/200，因而急剧降低了冷凝器换热管的传热系数，导致冷凝器真空度下降。

下表为结构对Φ20×1.0材质为307的不锈钢换热管的传热系数K值的影响数据

结垢对K值的影响系数

即使水垢厚度只有零点几毫米，对换热管传热系数也有重大影响。工程设计中清洁系数采用0.85，相当于只考虑0.1毫米厚度的水垢，在实际运行当中，凝汽器即使采取化学清洗后，若不采取有效措施，这样的清洁系数也只能维持不到25天。

RCCS能使换热管的清洁系数维持在0.85以上的高水平，这对降低凝汽器端茶非常有利。

1.2 端差对凝汽器真空度的影响

凝汽器真空度是汽轮机运行经济性的主要指标之一。影响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环水入口温度、凝汽器循环水温升、凝汽器端差等三个可定量分析的指标上，循环水入口温度/循环水温升/凝汽器端差每上升10C，即意味着汽轮机排汽温度上升10C，凝汽器压力也相应上升。当排汽温度大于450C时，端差每升高10C，排汽压力将上升0.52-0.94KPa。

2 RCCS的比较技术优势

凝汽器清洗的传统方法有胶球清洗、高压水清洗、毛刷清洗、化学清洗等。

高压水、毛刷清洗必须停机、拆开凝汽器端盖，这种方法清洗效果差、劳动强度大，经常性的机械清洗，会磨损甚至磨穿换热管。

胶球清洗虽可在线清洗，但存在两个显著问题：一是收球率偏低，二是无法对所有的换热管都进行清洗，只能清洗凝汽器中心部位的水力特性较好的冷却管，而相当数量的冷却管则长期得不到清洗，而且这种清洗方法对硬垢去除效果不佳。

化学清洗的缺点就是对凝汽器换热管腐蚀损伤严重。

RCCS与传统清洗方法的比较

3 实施RCCS后能效分析

机组凝汽器安装RCCS后，凝汽器水侧清洁系数长期维持在0.85以上，且强化换热，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，凝汽器真空度显著提高。

3.1 按月平均数据计算增发电量

根据汽轮机背压-功率修正曲线及水蒸汽热力特性表计算每月增加发电量

排汽温度=安装前排汽温度-（安装前端差-安装后端差）

背压=排汽温度对应的饱和压力，差水蒸汽热力特性表可得

功率修正系数=背压对应的功率修正系数，可查汽轮机背压-功率修正曲线图可得

增加功率系数=安装后功率修正系数-安装前功率修正系数

月增加发电量=增加功率系数×机组月发电量

2#汽轮机实施RCCS后月增加发电量(按纯冷凝计算）

按8个月计算可增发电量256万kwh，12个月按平均计算可增发电量384万kwh。

3.2 抽气量对机组的影响

由于2#汽轮机为抽凝机组，需要考虑抽汽量对机组做功的影响。

主蒸汽压力平均4.5MPa，主蒸汽温度平均4600C，进汽量180t/h，排汽温度平均450C，抽汽温度3000C，压力0.883MPa，抽汽量100t/h

Q全冷凝=D进汽（h进汽-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总进汽量全冷凝晗降的35.4%384万×(1-0.354)=248万kwh

综上所述,实施RCCS后,年发电量增加248万kwh。

4 结语

我公司2#机组实施RCCS后，能实现很高的经济效益，主要体现在以下几个方面：

减少端差，提高凝汽器真空度，大幅提高机组效率，降低冷凝器清洗次数和费用，提高机组安全性，保障机组连续安全运行，避免化学清洗或机械清洗造成的损伤和腐蚀，延长凝汽器寿命。年增加发电量248万kwh，按0.5元/kwh计算，可产生直接经济效益124万元。