对于凝汽式汽轮机真空度不高的处理

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)宣化钢铁有限责任公司动力厂 作者:曹志彦

  凝汽器的工作特性主要以凝汽器的真空来衡量,关系到汽轮机能否安全有效的运行,也关系到汽轮机的运行经济性。凝汽器的真空减少会导致汽轮机的汽耗相应地提高。本文详细论述了凝汽式汽轮机真空的影响因素,探讨了提高机组真空度的对策,并综合分析得出经验和结论,对提高发电效率,节约能源有重要的指导作用。

  汽器的真空作为指标来衡量,其工作性能的好坏直接关系到汽轮机能否安全有效的运行,也关系到汽轮机的运行经济性。凝汽式汽轮机产生真空的原因有以下几个方面:一是依靠汽轮机排气在凝汽器内迅速凝结成水,体积急剧缩小而形成的;二是依靠射水抽汽器连续抽出凝汽器内的不凝结气体。

  根据目前凝汽器的运行经验可知,凝汽器的真空减少会导致汽轮机的汽耗相应地提高;随着凝汽器真空的下降,不仅会导致排汽缸温度提高,引起汽轮机轴承中心发生移位,当凝汽器真空过低时还会引起汽轮机组发生强烈振动而损害设备。此外,当凝汽器真空发生下降时,需要提高蒸汽流量来保证机组正常运行,但蒸汽流量的提高会使轴向推力增大,让轴承负荷超标而导致汽轮机出现异常。因此,针对影响凝汽式汽轮机真空度的因素,探讨提高机组真空度的对策非常重要。

1、影响真空度主要因素

  1.1、真空系统

  当真空系统密闭性不够,漏气时,将会降低真空度。

  1.2、循环水系统

  1.2.1、凝汽器的端差

  凝汽器的端差是指凝汽器冷却水的出口温度与在凝汽器压力下的饱和水蒸气温度之差,凝汽器的端差在一定程度上能显示凝汽器换热状态。同等条件下,凝汽器的端差升高,表明凝汽器传热管内侧表面脏污,或者凝汽器汽侧出现了较多的空气阻止了传热管发生热量交换。

  1.2.2、冷却水进口温度

  冷却水进口水温越低,凝汽器的排汽温度就会越低,真空度相应就会越高。

  1.3、凝汽器钢管结垢

  当钢管内结有较厚的硬垢时,凝汽器钢管整体传热系数下降。凝汽器的换热系数为:

对于凝汽式汽轮机真空度不高的处理

  式中1/α1、δ/λ2以及1/α3分别为三个换热的热阻,且有1/α1<δ/λ2<1/α3。K 值越大,则凝汽器内的传热性越好,凝汽器的真空也会相应提高;另外,凝汽器的真空下降时,汽轮机的有效焓降将会减少,最终导致汽轮机不能正常工作且安全系数降低。

  1.4、抽气器异常

  当抽气器的水量不足或过多、工作水压力过低都会直接影响抽气器的正常运行,而进一步导致凝汽器真空度的下降。这是因为对一定的抽气压力的抽气器而言,工作水量不足,吸入室的压力将会升高,而工作水量过多时,在扩压管将会出现排水堵塞而导致吸入室压力增加,另外,工作水压力越低,抽气量越少,抽气器的抽吸能力都会受到影响而不能正常工作,最终导致真空度的下降。

  1.5、汽轮机的轴封供汽系统

  当汽轮机组的压缸轴封供汽体系设计不当,将会严重影响到低压缸的正常运行,导致其轴封供汽量严重不足,凝汽器将会从低压轴封漏入大量空气,从而使得系统真空度减少。

  1.6、其他原因

  其他原因主要还有凝结水泵漏气,回热系统设计不合理,凝汽器的超水位运行,循环水加药、排污不当等等因素,都会影响到凝汽器的真空度。此外,与凝汽器汽侧相通的有关阀门出现异常或者运行时关闭不严,运行时低压加热器系统是未到达设计时的使用要求,都会使凝汽器热负荷过重,导致凝汽器真空度下降。

2、提高真空度措施

  2.1 做好真空系统排查工作

  凝汽器漏入空气有以下几种途径:一方面空气随蒸汽带入凝汽器,另一方面真空系统密闭不严处漏入。一般来说,前者漏入量很少,不到总量的10%,因此,主要是由于真空系统密闭不当造成的,不严密的地方可能由低压气缸、向空排气、汽轴封的管道以及凝汽器自身等。因此,真空系统排查的主要包括有:凝汽器喉部与低压汽缸排汽管联接焊缝,低压汽缸结合面以及两端汽封,处于负压状态下工作的有关法兰、阀门,中、低压缸之间连通管的法兰连接处等位置。排查方法:当蜡烛靠近漏点时,火焰将会被拉长。

  2.2、经济调节循环水

  当其他条件不变时,增大冷水用量,冷却水的温升必然减小。冷却水量是否足够可由冷却水温升来显示。其温差过大,应相应增大冷却水用量。不过冷却水量的增加虽能提高系统的真空度,但循环水泵的耗电量也将增大,因此需要通过试验来确定其佳用水量来保证其真空度的同时有具有经济性。

  2.3、清除各处污垢

  结垢可使凝汽器冷却管内的阻力损失增大,清除污垢,即强化传热。

  判断冷却面是否结垢:与冷却面洁净时的运行数据作比较。清除方法:初期的结垢较松,污泥多,可用干洗法,利用汽轮机日开夜停的规律,选除氧器的热水灌满凝汽器的汽侧,冷却管内用风机吹干,可使泥垢发生龟裂后,然后用冷水冲掉。当发现凝汽器冷却铜管结有硬垢时,则可用酸处理。水垢的成分为碳酸盐、硫酸盐、硅酸盐、污泥等,可选用的有机酸(氨基磺酸,体积浓度为5%左右)进行清洗,那么清洗结束后用高位冷却塔水源大流量反冲洗,加工业磷酸三钠药剂,循环中和后排放。凝汽器清洗后可有效提高传热系数,安全性及经济性也大为提高。此外,选用水质较优的循环水,也是防止凝汽器管结垢的重点。当循环水藻类,细菌过多时,应及时投加杀菌剂,防止微生物聚集生长。

  2.4、合理控制射汽抽气器工作

  当射汽抽气器的喷嘴堵住时,应开一组备用射汽抽气器,检查将停用的射汽抽气器喷嘴;如射汽抽气器工作蒸汽压力低,应提高工作蒸汽压力。同时,应当采用合理的抽气器工作水流量和压力,以保证抽气器正常运行。

  2.5、其他

  另外还需排查大气安全阀是否断水;凝汽器水位计泄漏。及时调整轴封进汽量及压力等,以免当负荷降低时造成真空降落。

3、结束语

  当机组在运行过程中出现真空下降趋势,首先排查真空系统是否有漏气点、大气安全阀水封是否缺水、汽封压力是否过低,然后检查抽气器是否正常工作、各处是否有污垢等,最后根据排查的具体原因采用相应的措施进行处理,以求使凝汽器的真空恢复,提高机组运行安全性、高效性和经济性。解决好凝汽器的真空度问题,使其一直维持在较高的水准,才能节约能源、提高效率,实现经济效益。

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