程刚 CHENG Gang；陈裕 CHEN Yu
（大唐淮南田家庵发电厂，淮南 232007）
（Huainan Tianjiaan Power Plants of China Datang Corporation，Huainan 232007，China）
摘要：本文详细叙述了智能电磁阻垢除垢抑菌设备的工作原理以及在电厂A和电厂B的应用情况和效果，并对数据进行了分析和评价，结论是该设备能有效阻碍凝汽器换热管内壁垢的生成、抑制微生物的生长；能明显地降低凝汽器端差和降低机组排汽温度，提高机组的运行真空，提高机组的运行经济性。
Abstract： This paper describes the working principle of intelligent electromagnetic anti-scaling descaling bacteriostatic equipment and the application situation and effect of it in A power plant and B power plant and analyzes and evaluates the data. The conclusions show that the device can effectively prevent generation of lining scale in the heat exchange tube of condenser， inhibit the growth of microorganisms； it also can obviously reduce the terminal difference of condenser and reduce the exhaust temperature of the unit， improve the operation vacuum of the unit and improve the operation efficiency of the unit.
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关键词 ：智能电磁阻垢除垢抑菌设备；运行经济性；真空；端差
Key words： intelligent electromagnetic anti-scaling descaling bacteriostat equipment；operating economy；vacuum；terminal difference
中图分类号：TK264.1 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）25-0133-04
作者简介：程刚（1976-），男，安徽淮南人，技师，参加汽机各类设备的检修和运行及管理工作十四年，参加过120MW、300MW及600MW等各型机组的大小修和监理工作，有着丰富的汽机设备及管理经验；陈裕（1987-），男，安徽合肥人，助理工程师，从事汽机辅机设备的检修和运行及管理工作五年，参与过多次电厂A汽机专业大小修工作及设备技术改造工作。
0 引言
影响火力发电机组凝汽器真空的因素很多，但是主要有：凝汽器循环水进水温度，循环水量，凝汽器中的不凝结气体分压力，冷却管外壁和内壁的脏污程度，凝汽器的热负荷等。在机组凝汽器不凝结气体分压力很小或一定的情况下，在相同的凝汽器热负荷、相同的循环水进水温度、相同的循环水泵运行台数和相同的真空泵运行台数、相同的凝汽器冷却管外壁脏污程度下，冷却管内壁的脏污和结垢程度是影响机组凝汽器端差和汽轮机排汽温度的主要因素，而运行中可采取的最有效方法就是对凝汽器冷却管进行清洗。传统的方法主要是采用胶球清洗来保证冷却管的清洁度，而胶球清洗装置使用是否正常对清洗效果有很大的影响。
智能电磁阻垢除垢抑菌设备采用微处理器与程序控制技术，产生多种可变频率的数字脉冲，形成多频磁场，并采用特殊方法使电磁波穿透循环水管道，对循环水和凝汽器冷却管起作用，从而达到抑制细菌与微生物繁殖和阻止凝汽器换热管内壁硬垢的形成。
电磁阻垢除垢设备的研制有数十年的历史，在制药、小型锅炉和电厂除灰等都有应用，但是在300MW和600MW火力发电机组循环水系统等大口径管道中应用该类型设备还没有成功的实例。
该设备的最大特点是：在大口径循环水管道应用上有绝对性的突破。国内目前还没有类似设备在大口径循环水管道上成功应用的实例。除垢的机理也有很大突破，该设备能使附着在凝汽器换热管内壁的垢发生共振，使各种垢的晶体连接键发生断裂而使垢变的疏松进而脱落。
1 智能电磁储能式抑菌除垢系统简介
在凝汽器循环水进、出水管和凝结水出水管处，安装进口超纯合金特制材料导线绕制线圈，利用此线圈与系统程序配合产生特殊的磁能穿透铁质管。其核心技术就是设备产生的能量能穿透大口径的钢质管道，且能在钢管的内部保持一定的场强，对凝汽器换热管内壁的各种形态的垢发生作用，使得垢发生共振，阻碍垢在凝汽器换热管内壁生成和抑制循环水中微生物的生长和繁殖。
由系统程序控制场能的大小和频率，同时多台控制装置相互配合和协调，使凝汽器系统中形成的不同形态的垢发生共振，抑制微生物繁殖，同时，使冷却管内壁上已经附着的垢剥离、脱落，达到降低凝汽器端差和排汽温度的目的。阻垢除垢抑菌设备安装示意图如图1所示。
2 设备装置在电厂A和电厂B的应用概况
电厂A的5号300MW凝汽式机组和电厂B6号600MW凝汽式机组分别于2008年5月和2009年7月安装了上海英力科技股份有限公司生产的智能电磁储能阻垢除垢抑菌设备。
电厂A的5号机组是上海汽轮机厂生产的300MW凝汽式汽轮机组，电厂A的5号机组在两个循环水进水处和两个循环水出水处各安装一台电磁储能式抑菌除垢装置，凝结水出水管处安装一台电磁储能式抑菌除垢装置，总共5台，由一台主控机控制5套电磁储能式抑菌除垢装置相互协调工作。
电厂B的6号机组是上海汽轮机厂生产的600MW凝汽式汽轮机组，电厂B的6号机组两个低压凝汽器循环水进水处和两个高压凝汽器循环水出水处各安装一台电磁储能式抑菌除垢装置，两个高压凝汽器循环水和低压凝汽器循环水连接处各安装一台电磁储能式抑菌除垢装置，凝结水出水管处安装一台电磁储能式抑菌除垢装置，总共7台，由一台主控机控制7套电磁储能式抑菌除垢装置相互协调工作。
该设备在电厂A和电厂B投入使用后，都有明显的效果，凝汽器的端差有0.8℃到1℃的下降，有很好的经济效益。
3 分析与评价
3.1 除垢装置效果评价方法
为了能客观正确地评价该装置投入使用后是否达到了预期效果，本文分别从大唐电厂A和大唐电厂B机组DCS系统中提取了近年的历史数据，选取和比较了在相同负荷、相同循环水进水温度、及相同台数循环水泵和相同台数真空泵的运行条件下的相关运行数据，从凝汽器端差和机组低压缸排汽温度的角度，对该装置投入是否有效进行对比分析。
在数据选取上，低压缸排汽温度分析与比较和凝汽器端差的计算均采用同一机组不同时间段都用相同的测点进行，使得数据具有可比性。
3.2 电厂A除垢装置应用效果评价
电厂A的5号机组于2008年5月12日安装电磁储能式阻垢除垢抑菌装置至5号机组凝汽器改造。5号机组在2008年5月安装电磁储能式抑菌除垢装置前该机组的胶球装置虽然不是很正常但是还在投入运行，在电磁储能式抑菌除垢装置安装好后至5号机组凝汽器改造这段时间胶球清洗装置一直没有再投入运行。（2007年12月胶球清洗装置停用一个月后凝汽器端差升高3度左右）
根据除垢装置效果评价方法，从5号机组的DCS数据库中选取机组负荷相同、循环水进水温度相同、循环水泵和真空泵运行台数相同的不同时段的涉及凝汽器冷端分析的数据，找出了符合上述条件可进行比较的9组数据。
机组左低压缸排汽温度、机组右低压缸排汽温度以及凝汽器端差各参数对比数据的柱形图如图2～图4所示。
数据分析可得：智能电磁除垢投入使用后凝汽器端差平均下降约0.59℃左右，左排汽温度平均下降大约1.18℃， 右排汽温度平均下降大约1.29℃，使汽轮机背压降低0.53 kPa左右。
对机组进行经济性分析得出：排汽温度平均降低1.2℃，机组真空提高0.5kPa，影响机组热耗0.5%，机组热耗下降40kJ/（kW·h），机组煤耗下降1.4g/（kW·h）。机组全年发电20亿度，标准煤价按800元/吨计，除垢抑菌设备一年有效作用时间按3个季度计算：除垢抑菌设备每年收益168万元；设备投入按70万元计，设备投资回收期0.42年；一个大修周期收益=168×4-70=602万。
安装该设备后，电厂A在对5号机组凝汽器检修时，发现5号机组凝汽器铜管内壁结垢情况有明显改善，凝汽器铜管内壁比较清洁。
3.3 大唐电厂B除垢装置应用效果评价
电厂B于2009年7月8日安装投运电磁阻垢除垢抑菌设备，为了得出该设备能否有效降低凝汽器的排汽温度和端差，项目参与的各方对洛和电厂6号机组冷端和该设备都进行了长期的跟踪与观察。时间跨度长达近1年半。
根据除垢装置效果评价方法，从6号机组的历史数据库中，选取机组负荷相同、循环水进水温度相同、循环水泵和真空泵运行台数相同的不同时段的涉及凝汽器冷端分析的数据，找出了可进行比较的6组数据。比较的结果以图形和照片的方式给出，机组低压1号缸排汽温度、1号凝汽器端差以及2号凝汽器端差各参数对比数据的柱形图如图5～图10所示。并附有2010年5月和2010年9月在6号机组凝汽器内部相同位置拍的照片，见图11～图12。
电厂B的6号机组于2009年7月安装了抑菌除垢设备并投入运行，至今已经有4年多的时间。
为了使评价真实，在4年多的数据中选取了3组符合评价约束条件的3组数据，在某些工况点上，低压缸排汽温度的降低非常显著，降低了1.7℃，机组的端差平均下降了1.1℃。
为了得出正确的结论，笔者同时也选取了5号机组的数据进行了分析与比较，5号机组和6号机组生产厂家相同、机组容量相同、机组型号相同、化学条件相同，5号机组在相同的比较条件下，随着时间的推移5号机组的排汽温度没有明显地变化。说明通常的方法只能使机组的端差不进一步恶化，但并没有使机组排汽温度下降和凝汽器端差转好的迹象。
对6机组应用该阻垢除垢设备进行的经济性分析得出：机组真空提高0.5kPa，影响机组热耗0.7%，机组热耗下降55KJ/（kw·h），机组煤耗下降1.7g/（kw·h）。机组全年发电34.8亿度，标准煤价按800元/吨计，除垢抑菌设备一年有效作用时间按3个季度计算：
除垢抑菌设备每年收益355万元；设备投入按90万元计：设备投资回收期0.25年；一个大修周期收益=354.96*4-90=1329.84万。
4 电厂A在电磁阻垢抑菌设备安装前后的系统评估
电厂A的5号机组自投入电子除垢装置以来，加强了凝汽器系统的管理工作，对凝汽器的各项参数进一步加强监视，通过厂SIS系统数据库对凝汽器参数进行分析对比，用耗差分析法，分析凝汽器运行工况，确定电子除垢装置的效果，保证了机组的经济运行，凝汽器主要技术经济指标明显好于投用电子除垢装置之前，投用前后相比同工况下机组低缸排汽温度下降1℃左右，机组标准供电煤耗下降了1克/千瓦时左右，按我厂07年机组发电量计算，可节约标准煤1500吨左右，这充分说明了电子除垢装置对提高机组运行的经济性具有积极的作用。
表1为电厂A除垢设备投用前后在工况条件下各参数汇总表。
5 结论
从安装前后在相同运行条件下运行数据的比较与分析可以得出结论，电厂A的5号机组和电厂B的6号机组安装智能电磁储能式抑菌除垢设备后达到了预期的效果。
该设备能够降低凝汽器端差和降低机组排汽温度，提高机组的运行真空，提高机组的运行经济性，可以作为胶球清洗装置的重要补充手段。两个厂均能在设备安装投入运行后半年内收回投资。
该设备自身耗功较小，300MW机组耗功500W，600MW机组耗功700W。使用220V供电，设备运行中的充放电不会危及人身安全。
设备可以在机组运行中安装，设备的安装和运行不影响机组的正常运行和运行方式，设备投入运行后不需要维护工作。
该设备除能降低凝汽器端差和排汽温度外，还能抑制循环水中微生物和细菌的生长，减少循环水中除垢和杀生剂的使用，节能减排。机组真空的提高，在投入燃料量相同情况下，增加了机组无煤耗发电量，完全符合当前低碳经济的发展模式。
使用该设备后，凝汽器的端差在相同的比较条件下，有明显地下降；且先前在凝汽器换热管内壁形成的硬垢在使用该设备数月后有明显地疏松脱落现象，大大地改善了凝汽器的换热性能。
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参考文献：
[1]吴智慧.电磁抗垢装置的研制及抗垢机理的实验研究[D].北京工业大学，2005.
[2]黄征青，黄光斗，徐洪涛.水的磁处理防垢与除垢的研究[J].工业水处理，2001（01）.
[3]龚晓明，葛红花，刘蕊.磁场水处理阻垢机理及其应用研究[J].工业水处理，2010（08）.
[4]蒋飏.复合型电磁场阻垢杀菌系统的研制与实验研究[D].重庆大学，2009.
