挑战
美国东部的一家885 MW 3x1联合循环发电厂希望在循环运行期间加强资产保护，同时通过提高蒸汽表面冷凝器效率来最大限度地提高发电量。该客户向Veolia寻求解决方案，得到了使用Veolia专有挥发性成膜缓蚀剂Polyamine Plus*的建议。
Steamate* PAP7010使用的是Veolia的Polyamine Plus成膜化学品，可在金属表面形成疏水阻隔膜，保护所有与水和蒸汽接触的表面，包括管道、锅炉/蒸发器和表面冷凝器。该成膜技术能够改善在线和离线腐蚀控制，限制金属氧化物向锅炉的输送，从而最大限度地减少停机和维护成本。PAP7010开发的疏水阻隔膜对蒸汽表面冷凝器的性能也有积极影响。这层薄膜可以促进液滴冷凝，而不是薄膜冷凝（图1），这种冷凝方式经证实可改善传热效果。我们与美国能源部（DOE）合作开展的一项研究在实验室规模上展示了这一应用的效果（1），但实地应用尚未进行。
解决方案
Veolia技术团队与客户密切合作，制定了一项在工厂春季停产后将Steamate* PAP7010引入冷凝水系统中的计划。与此同时，该团队还为工厂部署了Veolia的Empower*高级冷凝器分析程序。Empower将作为重要的数字监测工具，用于评估冷凝器在处理过程中的效率改进。该计划的目标是在全面的现场应用中复刻DOE研究期间观察到的实验室结果。发电厂使用Polyamine Plus*成膜剂通过液滴冷凝提高冷凝器效率 案例研究 I Power 2。
为了采用循序渐进、有条不紊的方法引入新的化学成分，使用成膜剂完全处理整个蒸汽回路大约需要90天的时间。系统完全钝化后，可测量到冷凝器效率的持续提高。
结果
Empower高级分析计算出冷凝器清洁度系数（CCF）提高了1.6%，这是业界认可的标准性能指标。如图1所示，使用Polyamine Plus处理3个月后，冷凝器效率在系统完全钝化后开始提升。考虑到这一提升是在炎热夏季、入口冷却水温度达到峰值时的满负荷情况下实现的，改善效果令人印象深刻。使用2.50美元/百万英热单位作为天然气的平均燃料成本，Empower捕获的冷凝器效率提高每年可节省超过50,000美元的超额燃料。液滴冷凝带来的效率提升还将电站烟囱的预计二氧化碳排放量减少了约4,200磅/小时，如果将满负荷考虑在内，每年可减少超过16,500公吨的二氧化碳。
为了进一步证明从薄膜冷凝转为液滴冷凝可为发电性能带来积极影响，Veolia团队绘制了添加Polyamine Plus前一年的冷凝器背压与应用期间的冷凝器背压对比图。在入口冷却水温度与负荷相似的情况下，PAP7010过滤冷凝器的背压降低了0.5英寸汞柱（绝对值）（0.25磅/平方英寸）。从图2中可以清楚地看到背压的降低。背压降低减小了蒸汽轮机出口的热焓，从而可以产生更多的电力。
将Steamate PAP7010添加到发电厂的蒸汽回路中不仅改善了资产状况，还显著提高了冷凝器的效率。冷凝器效率的提高与之前的实验室研究结果一致，验证了Polyamine Plus能够促进蒸汽表面冷凝器中的液滴冷凝，从而改善传热，为运营商带来显著的运营和环境价值。