RCCS技术手册---B版

重庆环际低碳节能技术开发有限公司1重庆环际低碳节能技术开发有限公司RCCS产品手册凝汽器实时在线除垢及强化换热系统火力发电厂冷端治理革新性技术RCCS能实现强化换热，提高凝汽器换热系数20%以上，降低端差4-10℃，热耗下降2%-5%；实时在线除垢，保持凝汽器管壁清洁度，提高凝汽器真空，免人工及化学清洗，防止凝汽器损伤及腐蚀。2RCCS产品手册内容概要及重要提示本技术手册包括以下重要内容：■RCCS的技术特点及优势：凝汽器强化换热系统（RCCS）是针对凝汽器强化换热及结垢问题的革新性技术。RCCS的工作原理是：在凝汽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，改变管内水的层流为紊流状态，大幅度提高凝汽器的换热系数K值20%以上，同时破坏水垢的形成机理，使水垢不能在管壁上滞留，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，凝汽器端差下降4-10℃，降低发电汽耗2%-5%。■RCCS在诸多项目成功实施：RCCS作为一项革新性技术，已经在中国节能集团旗下电厂、重钢集团、重庆能源、山东能源、上海环境等集团下属电厂广泛实施，中国大唐电力集团兰州西固热电2×330MW机组也在2013年8月实施。RCCS已通过国家发改委、国家节能中心专家鉴定，列入国家发改委第二批推广节能项目。RCCS在重钢13×25MW机组实施后，端差平均下降5℃，汽耗下降2.5%，全年多发电3000万度以上；中节能重庆同兴电厂2×12MW机组实施后，平均降低端差达9℃，提高真空度4%以上；在重庆永荣电厂也得到成功应用，煤耗下降3%以上，取得良好的节能效果。■RCCS项目合作方式：除了由客户直接购买外，也可按照合同能源管理EMC模式实施，真正实现“零投资、零风险、高收益”。此外，本技术手册还包括了以下技术内容：■凝汽器冷却水侧污垢结垢机理及对发电能耗的影响：凝汽器的冷却水大都采用河水、江水、湖水、海水冷却，不可避免在凝汽器的冷却管内壁形成软垢（污泥、微生物）和硬垢，降低凝汽器的换热效率，致使端差和真空度恶化，增加了汽轮机的汽耗。■凝汽器清洗的主要方法及弊端：凝汽器清洗的主要方法有高压水清洗、毛刷清洗（需要停机），化学清洗（有污染，而且清洗效果差）。胶球清洗装置是不停机的在线清洗方式，但是传统的胶球清洗装置存在两个显著的问题：一是收球率低、无法正常投用；二是无法对所有的冷却管都进行清洗，致使凝汽器的换热效果下降，汽轮机能耗增加，上述的问题可以从电厂每年对凝汽器停机进行清洗，而且在人工清洗过程中清洗出大量的污泥和清洗前后端差和真空度有明显改善得到证明。传统的胶球清洗装置无法长期保持凝汽器的冷却管的清洁。3RCCS产品手册RCCS®工作原理原理、结构特点基于流体动力、强化换热及新材料方面的独有专利技术，环际低碳生产了一系列列管式换热器强化换热及在线清洁RCCS®。环际低碳公司持有的的注册商标名称为RCCS®。RCCS®的工作原理是：在列管式换热器每根换热管内安装本装置，当设备运行时，无需外加动力，利用循环工质自身的流速驱动本装置的旋转部件，长期在换热管内以300-1800r/min的转速不停地快速旋转，改变管内工质的层流为紊流状态，强化换热，大幅度提高换热器的换热系数K值20%以；同时破坏垢的形成机理，使垢不能在管壁上滞留，在设计思想上摆脱了传统的被动清洗除垢概念，变被动除垢为主动清洁防垢。应用范围RCCS®适用于火电、石油、化工、盐业等行业的列管式换热器，如凝汽器、蒸发器、反应器、空预器等。RCCS®能适应20%硫酸、20%盐酸、20%硝酸、100%氢氧化钠、100%氨等恶劣工作环境，工作温度可高达220℃。强化换热RCCS®强化扰流作用非常明显，能有效提高水侧管壁的换热系数。理论计算及试验数据强烈支持支持了这一点。测试管型号为Φ20*0.6mm，材质为307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。4RCCS产品手册内置RCCS®强化换热数据对管程内侧结垢机理的影响管程内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。因此，只要针对这五个阶段采取合适措施，就能有效除垢防垢。污垢形成的五个阶段RCCS®打破了污垢形成的三个阶段针对内侧管壁的结垢机理，RCCS®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，RCCS®通过强化扰流和换热，降低了换热管内壁局部温度，从而降低了垢的析出；■在污垢的附着阶段，RCCS®通过刮扫管壁和强化扰流，防止了硬垢及软垢的附着；05001000150020002500300035004000450001000020000300004000050000光管K值内置RCCS的K值运输附着老化剥蚀起始运输破坏附着×老化剥蚀加快起始减少形成雷诺数Re光管K值内置RCCS®后K值提高率%30005000750010000125001500017500200002250025000300003500040000450005000017211988217723452420260526702757281028602960305031253196325824862654284930203140325433383420350035603680378038683948401844.533.530.828.729.724.925.024.024.524.424.323.923.723.523.35RCCS产品手册■在污垢的剥蚀阶段，RCCS®通过刮扫管壁和强化扰流，加快了硬垢及软垢的剥离；设计、材质、工艺特点：RCCS®的工作机理使得技术优势彰显。与螺纹管扰流技术、鳍片扰流技术、胶球清洗系统、超声波除垢系统等传统强化换热与清洁手段比较，RCCS®能大幅提高设备的换热系数和可靠性并延长使用寿命。RCCS®具备以下突出性能：n应用于大型火力发电厂的凝汽器设备，RCCS®能有效降低凝汽器端差2-6℃，提高真空度1%-3%，标准煤耗下降2.5-7.5g/kw.h；n应用于资源综合利用型发电厂的凝汽器设备，RCCS®能大幅提高发电量2%-10%；n应用于化工行业的高端蒸发器等设备，能避免结焦，提高产量及产品品质，延长高端设备的使用寿命；n应用于盐业换热器，能避免管壁结晶等问题，提高产量及产品品质，延长设备使用寿命；n对所有应用RCCS®技术的列管式换热器，能有效实现强化换热及在线清洁双重功效，降低生产能耗，免人工及化学清洗，防止换热器损伤及腐蚀；n安装方便，无需改动换热器本体，安全可靠；n设计寿命10年以上，无条件3年质量保证。5大根本性突破,赋予了光明应用前景RCCS独有技术设计及工艺突破流体动力特征的设计高精度生产线设计理念独特的流体动力特征，强化扰流，降低表面能高精度生产线高精度螺旋结构水阻小，运行平稳材料突破特种高分子材料配方独有陶瓷轴承技术优异的力学性能强度、韧性、耐蠕变、缺口敏感度等性能优良优异的耐磨性能特种陶瓷轴承，旋转寿命50亿次以上其它优异性能耐温达180℃耐水解及化学腐蚀6RCCS产品手册RCCS®常规性能环境安全RCCS®无毒，对水资源无害。RCCS®的本体部分由特种高分子材料组成，在温度高于350℃时发生降解，产生的降解物为二氧化碳、水及含氮化合物，对环境安全。RCCS®连接件部分由特种钢材及高分子材料组成，能有效回收利用，保护环境。运行安全用于RCCS®生产的特种高分子材料性能极佳，材料强度、韧性、耐候性、缺口敏感度等性能优良，不会发生断裂、水解等现象；材料密度与水/油等工质非常接近，使扭带能很好地沿着换热管轴心旋转，从而保护了换热管壁的氧化膜。高强度连接件尺寸大于换热管内径，设计紧凑不脱落，保证运行的绝对安全。机械载荷下的磨损性能将型号为RCCS®L/16/04（宽度16mm，厚度1mm，长度12m）的产品置于内径为18.8mm的不锈钢管、给定水流速度达4m/s的环境下进行180天极限磨损性能测试，扭带磨损如图经过180天极限测试（转速达2500r/min，相当于正常工作状态5年的磨损量），扭带宽度仅减少0.35mm，单边磨损量0.18mm。将内置RCCS®的不锈钢管与不锈钢空管内壁运行前后比较，无明显变化，质量也相当。耐热及耐化学腐蚀性能RCCS®所用高分子材料耐热性能出色，刚性模量、缺口冲击度、抗蠕变性能等力学性能优异，电力和化工行业应用的RCCS®在1.82Mpa下的热变形温度可分别高达80℃和230℃，远远超出常见换热器极限温度下长期使用的耐热性能要求。15.615.715.815.91616.1050100150200测试天数纽带宽度（mm）纽带宽度7RCCS产品手册RCCS®所用高分子材料化学性质稳定，一般情况下，不溶于普通的有机溶剂，耐溶液性能优良，耐酸碱。所以，安装RCCS®可广泛应用于腐蚀性严重的化工领域。阻力系数12m管安装RCCS®前后水阻损失比较图RCCS®后，凝汽器换热管内水流的紊流程度会得到加强，一方面强化扰流，另一方面也会使水阻增加。测试结果图表明，对于管长12m、内径在18.8mm的内抛光不锈钢管，水流速度1m/s时，内置RCCS®后，其水头损失大约会增加0.01Mpa左右,水流速度2m/s（Re=38000）时，内置RCCS®后，其水头损失大约会增加0.03-0.04Mpa左右。因此，安装RCCS®的阻力增加量很小，基本可以忽略。00.050.10.150.20.2511.522.53阻力损失(Mpa)水流速度(m/s)RCCS阻力测试数据光管阻力(Mpa)内置RCCS后的阻力8RCCS产品手册在大型火电行业的应用：_____________________________________________________________________________对现代大型火力发电厂而言，冷端运行状况对发电煤耗有非常重要的影响。凝汽器真空度、排汽温度、汽轮机背压、凝汽器真空等4个指标都是表达凝汽器设备运行经济性的同一个指标，只是表达方式不同、形态参数不同而已。排汽温度、凝汽器真空在机组运行中由热工测量表计直接显示，为运行操作、调整提供证据；汽轮机背压是机组设计计算用参数；凝汽器真空度（含凝汽器真空）是汽轮机运行经济性的表述参数（指标）。凝汽器真空度的影响因素很多，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3个可定量分析的指标上，循环水入口温度/循环水温升/端差每上升1℃，即意味着汽轮机排汽温度上升1℃，凝汽器压力也相应上升。查饱和蒸汽热力性质图表，可以得到不同温度区间时饱和温度每上升1℃时对应的饱和压力增加值，比如，当排汽温度45℃时，端差每升高1℃，排汽压力将上升0.52-0.94Kpa。以东方汽轮机厂CC330/208-16.7/1.5/0.4537/537型汽轮机为例，对于30万千瓦级的火电机组，背压每上升1kpa，发电煤耗将增加2-3g/kw.h。0.30.350.40.450.50.550.60.650.70.750.8303540455055排汽温度℃凝汽器端差上升1℃时凝汽器真空下降值（%）0.91.11.31.51.71.92.12.3303540455055煤耗增加值(g/kw.h)排气温度℃端差变化1℃时煤耗变化值(g/kw.h)9RCCS产品手册东方汽轮机厂CC330/208-16.7/1.5/0.4537/537型汽轮机《热力特性书》，额定工况下汽轮机背压——热耗修正曲线如图所示：30万千瓦级火电机组实施RCCS后，端差将长期保持在3-5℃低水平，煤耗将下降3-5g/kw.h。-1012345672468101214热耗修正系数%汽轮机背压（KPa）330MW汽轮机背压——热耗修正曲线10RCCS产品手册在资源综合利用型发电行业的应用：__________________________________________________