螺旋纽带在线清洗

一、凝汽器洁能装置

一项可广泛应用于电力、石油、化工行业的列管式换热器强化换热装置，可长期稳定保持管侧清洁系数和提高换热效率。

凝汽器洁能装置由早期的“扰流子理论”基础发展而来。Z早应用研究出现于上个世纪70年代由以色列热动研究学者提出。为了解决流体媒质在传热管路中的传热性能的提高。 

凝汽器强化换热和在线清洗装置（凝汽器洁能装置）是江苏巨衡机械有限公司在以色列学者研究基础上与上海交通大学能源研究院共同研发，从材料、扭矩、固定方式等方面着手，彻底解决纽带断裂、水阻增加、顶端脱落等一系列难题，成功应用于凝汽器等列管式换热器上，后经多年实践和实验证明了凝汽器强化换热和在线清洗装置的安全性、稳定性和节能效果。

二、结构介绍

凝汽器洁能手由特种高分子螺旋纽带、陶瓷轴承、特种钢底脚组成。

洁能纽带：

主材质采用进口石墨烯特种高分子材料，密度与水非常接近，不漂浮、不下沉；精确计算的螺距及宽度比例让螺旋纽带在向心力的作用下能沿着换热管轴心旋转；性能极佳，强度、韧性、耐性、缺口敏感度等性能优良，远优于国内同等产品。

核心轴承：

特殊结构的高强度陶瓷轴承，经高强度破坏性试验60亿次近0损耗；在水的润滑作用下以1800r/min的高速旋转近0阻力。

底脚：高弹性特种钢精密加工，线条流畅、结构紧凑、使用寿命长。

三、技术原理

1、在换热器每根换热管内安装本装置，当机组运行时，无需外加动力，利用循环水自身的流速驱动本装置的旋转部件，长期在换热管内不停地快速旋转（300-1800r /min)；

2、改变管内水的层流为紊流状态，破坏水垢的形成条件；

3、在设计思想上摆脱了传统的被动清洗除垢概念，变被动除垢为主动防垢；

4、同时强化换热，大幅度提高凝汽器的换热系数K值20% 以上。

实现强化换热和在线清洗两大功能

四、强化换热功能

凝汽器洁能装置的加装改变换热管内层流为紊流，打破边界滞留层，打破温度分层。

内置凝汽器洁能装置的强化换热工业试验室测试数据

换热管型号为Φ20*0.6mm，材质为0Cr18Ni9不锈钢管,从低流速到高流速、低雷诺数到高雷诺数下的强化换热效率进行了测试。凝汽器洁能装置强化扰流作用非常明显，能有效提高水侧管壁的换热系数。

五、强化换热理论数据

      内置凝汽器节能装置的强化换热测试数据                         置凝汽器节能装置与光管的传热测试数据比较结果图

六、在线清洗功能

管内水侧污垢的形成一般要经历五个阶段：起始、运输、附着、老化、剥蚀。污垢形成的五个阶段中只要有一个环节遭到破坏，污垢就难以形成。

软垢及硬垢的形成过程由于凝汽器洁能装置的加装而被打破，使得污垢无法附着，从事实现有效除垢防垢，维持凝汽器清洁。

针对水侧管壁的结垢机理，凝汽器节能装置打断或干扰了污垢形成的三个关键阶段

■在污垢的起始阶段，凝汽器节能装置通过强化扰流和换热，降低了换热管内壁局部温度，从而降低了以碳酸盐为主的硬垢的析出；

■在污垢的附着阶段，凝汽器节能装置通过刮扫管壁和强化扰流，防止了硬垢及软垢的附着；

■在污垢的剥蚀阶段，凝汽器节能装置通过刮扫管壁和强化扰流，加快了硬垢及软垢的剥离；

实现节能降终极目标

七、常规型号

八、技术特征

九、技术革新

1.设计革新    优势

               由厚到薄渐变式纽带既减少水阻，又带来成本节约；

               放弃传统平面轴承受力不均，阻力大等问题，选用优质陶瓷槽式轴承， Z大限度降低水阻，减少水泵负荷。

 设计革新    内容

              纽带从顶端至尾端采用渐变式结构

2.工艺革新

              增加纽带表面和边缘光滑程度，确保自身不结垢；

              材料重结晶，增加纽带强度，保证使用寿命。

              渐变工艺，确保纽带不变形，Z大限度减少水阻

工艺革新    内容

常规加工：一次成型，从头到尾同一厚度；

革新工艺：一次挤塑出纽带，二次加热重结晶

处理边缘； 顶端至尾端渐变式变薄。

3.材料革新

    轴     承：采用进口Zr02高强度槽式水下微型陶瓷轴承，受力更加均匀，大大提升运行稳定性；

                   轴承旋转寿命可达60亿次，转动灵活，无死珠，运行水阻小 ;

                   与国内具有多年军工轴承加工经验的专业厂家合作，转子合格率可达100% ;

   螺旋纽带：采用进口石墨烯填充高分子材料，提高材料强度、韧性及耐磨性能，确保扭带不断裂；

                   石墨烯的大比表面积和优质导热性能，可以减轻扭带重量，提高换热效率；

                   石墨烯良好的润滑性能，保证扭带表面光滑，有效预防扭带自身结垢 ;

                   扭带采用渐变式结构，减少运行水阻 ;

     固定臂：铆钉和固定臂采用同种牌号的高弹性合金钢，杜绝静电腐蚀，确保运行稳定性和安全性，延长使用寿命；

                  增加臂长，增加有效胀接面积，防止脱落；

                  采用激光加工，精度高，表面光泽度好，有效防止固定头结垢；

                  支架连接处采用氩弧焊全焊接，改变老式接头点焊变形等情况的发生；

设计革新    内容

           转子下端设计通水孔，水进入转子内部润滑同时有利于内部污垢有效排出，保证旋转通畅；

常规材料：国产Al₂O₃陶瓷平面轴承

                 PP，POM，PA66等粗劣国产复合材料

革新材料：进口ZrO2高强度槽式陶瓷轴承

                 进口石墨烯填充高分子材料。

十、效益分析

1.节能效益：凝汽器洁能装置的安装， 大机组煤耗降低2g ， 小型机组增发电量2%-7% 。

以25MW机组为例：

投入：80万左右

直接费用节省：10万左右(常规设备清洗)

检修少发电量：150万左右（检修5天）

增发电量：200万左右（按照增发2%计算）

2.在线清洁:

减少清洗和维护，减少运营成本；

适度减少除垢剂的加药量；

减少换热器的腐蚀，保障了换热器的运行安全，延长设备使用寿命……

十一、运行数据

国义特钢热电厂干熄焦余热发电机组（20MW）自2012年投运以来由于凝汽器容易结垢，导致其换热效果下降，机组真空低，效率低下。
2016年8月实施水动力装置项目改造，改造后机组真空提升2-5kPa，端差下降5-10度，节能效率非常显著

十二、热门问题解答

1是否会断裂？

洁能装置纽带可承受488Kg的轴向拉力；耐蠕变、缺口敏感度性能优异；

2、轴承耐磨吗？

采用进口槽式陶瓷轴承，旋转寿命60亿次，这和使用寿命十年以上；

3、如何维护？

无需特殊维护，计划停机时简单检查即可

4、适用机组？ 

端差高于3.5℃，或水质差的机组适合使用； 

5、水阻多大？

体现在循环水泵上的数据为：0.2-0.3Kg/c㎡，基本可以忽略不计；

6、纽带磨损管壁吗？

不会，洁能纽带的硬度比换热管硬度低，且渐变式结构设计使整个纽带围绕同一个轴心旋转；

7、使用后端差能降到多少

比刚酸洗后的端差低2 ℃左右 ，且可长期稳定维持。

8、水质差会影响旋转吗？

不会，洁能装置配备孔径为6mm的滤网，安装在冷却塔内，可过滤大颗粒杂物。