影响凝汽式汽轮机真空度因素分析

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)青岛安邦炼化有限公司 作者:郑文永

  离心式富气压缩机是催化裂化装置的心脏,是确保催化裂化装置安全平稳运行的核心设备。而作为它的驱动设备凝汽式汽轮机则是心脏中的心脏。保持合格的真空度是凝汽式汽轮机正常运转的关键条件之一,凝汽器的真空度是影响汽轮机效率的重要因素,对整个汽轮机组的热经济性影响较大。真空度的保持和建立一般有几个影响因素。为此,从抽气器抽气效果、凝汽器端差、循环水温升和凝汽器换热效果的角度,分析了影响凝汽器真空的因素,通过查找资料并参考一些汽轮机机组实际问题的分析处理方法,总结了几点影响凝汽器真空度下降的原因。

1、凝汽器端差

  凝汽器压力下的饱和温度(凝结水温)与循环冷却水出口温度之差称为端差。

  理论上,端差越低越小,但实现困难,实际上综合循泵耗功(电)、复水器换热体积,最佳换热流速(及流量),确定出一定(4-6、6-8度)的经济控制指标。影响凝汽器运行状况的好坏的一个重要因素是凝汽器传热端差值的变化,端差值的变化可作为判别凝汽器运行状态的依据。运行中凝汽器端差值越小,则运行情况越好,汽轮机的热效率就会越高。

  从凝汽器实际的运行情况分析,凝汽器传热端差值越小对凝汽器的经济运行越是有利的,端差小,说明循环水吸收的热量多,凝汽器铜管的传热情况好,同一循环水流量可以获得相对较高的凝汽器真空度;在循环水流量,压力等参数不变,汽轮机负荷恒定的情况下,若端差值变大,则说明凝汽器铜管的传热效果变差。导致凝汽器铜管传热效率变差原因有两点:一是铜管表面的污染严重,因此严重影响传热效率的提升;二是由于真空系统不严密漏空气或抽气器工作不正常导致真空度下降,使铜管外表面形成空气膜因此阻碍了传热。因此,一般可把端差的大小作为凝汽器铜管清洁度及漏空气的一项重要的依据;凝汽器铜管传热量的增加,导致凝汽器真空上升,端差则有所增加。分析端差要在相同负荷,冷却水温度,冷却水量与正常情况下(即凝汽器铜管清洁,真空严密性良好)的数值进行比较。实际生产中若发现端差升高较快,往往是由于抽气器工作不正常,或者真空系统严密性差引起的。若端差值逐渐升高,则一般是由于凝汽器铜管表面清洁引起的。

2、真空系统严密性

  2.1、凝汽器中空气量的来源

  凝汽器的空气产生原因存在两个方面:一方面由新蒸汽带入汽轮机的,因锅炉给水是除氧水,因此蒸汽中携带的空气量相当的少;另一方面是处于真空状态下的汽轮机各级密封面、凝结水回收系统、排汽缸、凝汽器各连接密封面等不严密处漏入的,这是空气的主要来源。在真空系统严密性正常时漏入凝汽器的空气量不到蒸汽量的万分之一,即使量很小但对真空系统造成的危害是很大的。空气进入后会阻碍蒸汽放热,使凝汽器传热系数减小,端差增大从而使真空下降。

  2.2、真空系统严密性的影响因素

  造成汽轮机真空低的主要原因是真空严密性差,结合实际的调整经验,真空系统易泄漏空气的薄弱环节有以下几点:

  (1)凝汽器热井各连接法兰、玻璃板液面计易出现缺陷,漏入空气的现象,造成真空严密性下降。

  (2)轴向蒸汽密封,汽封间隙的大小、汽封的完好程度也是造成轴封泄漏的重要因素。

  (3)采用迷宫式水封的给水泵,其密封水排至凝汽器,水封无法有效建立,导致空气漏入。

  (4)凝汽器防爆门、凝汽器入口法兰面、凝汽器各连接法兰等也经常由于密封不严,漏入空气。

  (5)凝结水泵进口法兰、凝结水泵水封泄漏也经常导致漏入空气。

  (6)真空系统管道各连接法兰,阀门盘根、压盖等易导致漏入空气。

  (7)部分低压管道上的疏水阀、排汽阀,关闭不严,导致真空泄漏。

3、真空抽气器

  抽气器的概念相信大家都知道,我们在日常的生活之中也经常能够看见相似的原理生产出来的一些与我们生活息息相关的用具,比如注射器我们也可以看作是一个抽气器,而真空抽气器则主要是在机组运行的时候通过它能将机组里面的空气抽调,让他形成一个密闭的真空区间,抽汽设备主要分为两种:一种是分射流式抽气器,而另一种是容积式抽气器。影响抽气器工作效率的主要因素有以下几点:

  (1)抽气器蒸汽喷嘴堵塞。当蒸汽品质不良,使喷嘴孔内积有水垢,通汽截面缩小,则容易发生堵塞,使抽气器的工作效率降低,造成真空下降。

  (2)抽气器冷却水量不足或冷却水温度过高,抽气器中部分蒸汽凝结受阻,由排气口冒出大量白色蒸汽,导致抽气器效果明显降低,严重影响真空度。这种现象多发生在机组启动过程中或低负荷运行中。

  (3)冷却器内铜管破裂。由于铜管外壁与蒸汽和空气混合物接触,往往容易受到冲击而损坏,铜管损坏后,冷却水漏入汽侧,造成汽侧满水,严重影响抽气效果。

  (4)抽气器铜管结垢,冷却水质量差,铜管内壁结垢严重影响换热效率,导致抽气器效果差。

  (5)真空系统严密性差。漏入空气量过多,超出抽气器的负载能力,影响真空度。

  (6)抽气器一二级间密封垫片,一二级间密封垫片损坏导致一二级串通,导致凝结水排水不畅,汽侧满水影响抽气效果,破坏真空度。

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