（大唐南京发电厂 江苏省南京市 210000）
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。
3 应用内容
通过在凝汽器水室内部上安装凝汽器在线清洗机器人取代原胶球清洗，利用水射流式凝汽器在线清洗机器人将人工清洗与在线清洗的优点结合起来。使凝汽器的清洁度始终保持在最佳状态降低端差，降低煤耗，对汽轮发电机组节能降耗具有极大的效益。
图1展示了凝汽器在线清洗机器人，采用水射流清洗的原理、以机械臂定位、绞盘收放清洗软管、高压水泵提供清洗射流的方式，模拟人工清洗过程。操作员通过控制系统发出指令，机械臂带动喷头夹具对准需要清洗的冷却管，高压水泵接受指令开始工作，绞盘开始放管，喷头在高压水的反冲力下前行并实现清洗。
ts-饱和温度；
tw1-冷却水进口温度。
根据式（4）、（5）、（6）可以看出，在凝汽器冷却水入口温度、流量、热负荷不变的情况下，清洁系数ξ提高，使得端差降低，排气温度降低。
凝汽器排汽压力就是排汽温度对应的蒸汽饱和压力。排汽温度每下降1℃，凝汽器压力下降0.3~0.5kPa。根据经验数据，对于超临界机组，凝汽器压力每改变1kPa，汽轮机功率平均改变1%~2%[5][6]，即降低煤耗1%~2%。实际数据可以根据汽轮机背压对机组功率的影响（汽轮机功率背压特性曲线）来计算。
5 应用效果
凝汽器清洗机器人在660MW汽轮机凝汽器上进行了安装使用。该机组凝汽器为双背压、双壳体、单流程、表面式、横向布置，具体设计参数如下：
结论
凝汽器在线清洗机器人将自动化技术与水射流清洗技术结合起来，充分利用两种技术的优点，既可以实现传统人工清洗的清洁度，又可以实现一般在线清洗的便捷性。可以在很大程度上提高汽轮机的循环效率，是一种很有效的机组冷端节能措施，具有极为可观的经济效益和社会效益。
参考文献
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[6]于新颖.凝汽器运行参数对其性能的影响分析[J].电站辅机，2001,1：4-9.
论文作者:周瑜
论文发表刊物:《电力设备》2017年第35期
论文发表时间:2018/5/8
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