热电厂汽轮机组真空度降低原因分析及处理

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)新疆阿克苏市农一师电力公司热电厂 作者:李涛

  分析了农一师电力公司热电厂2×12MW汽轮机凝汽器真空度下降的原因,分别针对抽气系统故障、循环水系统影响、凝汽器内管结垢问题等进行了分析和部件拆检,认为凝汽器内管结垢及循环水水质、水量是主要的影响因素。通过逐项处理,取得了良好效果。最后提出以TP316L不锈钢管取代铜管,可以提高机组运行周期。

  农一师电力公司热电厂一期工程规模为2×12MW,1996年10月投产,2000年增建了一台65t/h链条炉。因此,热电厂现拥有1#、2#两套12MW发电机组,两台75t/h煤粉炉和一台65t/h链条炉。其中:1#汽轮发电机组的汽机型号为N12-3.43-1,发电机型号为QF2-12-2(凝汽式汽轮机);2#汽轮发电机组的汽机型号为C12-3.43/0.98,发电机型号为QF2-12-2(抽汽式汽轮机)。目前汽轮机的真空表指示呈现出降低状态,在调节汽门开度不变的情况下,汽轮机的负荷降低,发电效率下降,严重影响热电厂的安全生产和经济效益。针对上述情况,全厂专业技术人员进行了细致的分析,并进行了全面检查和修复。

1、原因分析

  凝汽器真空度是汽轮机运行的重要指标,也是反映凝汽器综合性能的一项主要考核指标。凝汽器的真空水平对汽轮发电机组的安全性、可靠性、稳定性和经济性有着直接影响。引起汽轮机凝汽器真空度下降的原因不外乎内因和外因两种。内因包括凝汽器满水(或水位升高)、凝汽器结垢或腐蚀,传热恶化、凝汽器水侧泄漏、凝汽器真空系统不严密,汽侧泄漏导致空气涌入等;外因如循环水量中断或不足、循环水温升高、后轴封供汽中断、抽气器故障等。

  1.1、凝汽器内管结垢

  凝结器端差达到0.05MPa,凝结器效率大大下降。打开凝汽器水室端盖检查时发现,凝汽器铜管堵塞严重,特别是在凝汽器出水侧,约30%的铜管存在结垢堵塞现象,主要为硅酸盐和碳酸盐垢质。结垢不仅阻碍了循环水的畅通,也严重影响换热效果。

  1.2、抽气系统故障

  射水抽气器是汽轮机抽真空系统的抽气装置,经检查发现均压箱及抽气门等处存在漏气现象,真空系统严密性欠佳。对射水抽气系统的拆检中发现,水室、喷嘴、混合室、逆止阀及扩散管有结垢,影响了抽汽器效率。

  1.3、循环水水质和温度的影响

  热电厂采用的是开放式天然湖泊水源水循环冷却系统,拆检中发现,循环水系统滤网积累了大量污物,部分穿过滤网,堵塞了凝汽器铜管入口,影响真空度和换热效率。另外,夏季水温升高,有时高达25℃,凝汽器换热效率大大减低,真空值下降,保持在-0.078MPa都很难,不能满负荷发电。

2、处理方案

  2.1、抽气系统处理

  真空系统的严密性是影响汽轮机组年运行小时、停机率,大修率的重要因素之一。真空系统不严密漏气量增多时,表现的主要现象是:汽轮机排气温度与凝汽器出口循环水温的差值增大、凝结水过冷却度增大,等。本厂采用了停机后灌水检漏的处理措施,对部分密封不严的地方均进行了处理,对2台汽轮机组射水抽气系统的4台射水泵进行了拆检维修,通过更换轴承、密封环、盘根及轴承座润滑等处理措施,射水泵出力正常,射水系统运行正常,开机时抽真空能力达到-0.07MPa。

  2.2、循环水系统处理

  考虑到湖泊水源地漂浮物较多,循环泵的入口加设了三道滤网,分别设在引水渠沉淀坑入口、循环泵池的入口闸门和各循环泵的入口位置,通过对湖水表面大的漂浮物和水草、鱼虾等体型较小的水生动物的拦截,以及对泥沙、螺丝类等物的阻挡作用,消除了因水质而造成的铜管堵塞问题,经处理后达到了预期的效果。

  针对夏季高温问题,采用了大流量强制换热处理方式,将循环泵流量由1500m3/h增容至3000m3/h,设计了根据水温调整循环水流量的控制措施。

  2.3、凝汽器部件的改造与处理

  对凝汽器二次滤网进行了改造,安装在凝汽器的入口最低处,滤网采用通孔为8mm不锈钢网,并加装了排污管。对系统的4台凝结泵定期进行维修保养,以保证凝结泵出力。

  针对凝汽器内铜管结垢问题,提出了两种方案,一为酸洗,即采用稀盐酸等除去硅酸盐和碳酸盐垢质,疏通管道,再用高压水枪冲洗、清洗,最后镀膜。二为更换,即用TP316L型同规格不锈钢管更换全部铜管。其中方案二具有如下优势:

  (1)TP316L型优质不锈钢,具有较高的硬度、钢度以及很强的抗高温蒸汽冲击性能和抗振性。且不锈钢管在凝汽器的应用技术已经成熟。

  (2)TP316L型不锈钢内壁光滑,较铜管而言,管壁附面层效应微弱,既强化换热,又提高了抗结垢性能,相同的换热面积下,其传热系数比铜管提高2.121%~8.408%。而在运行过程中,铜管的总传热系数下降速度高于不锈钢管。

  (3)TP316L不锈钢管对Cl-的耐蚀性远高于铜管,前者在Cl-<500mg/kg的水中是安全的,而后者仅能适应Cl-<100mgk/kg的水,因此,TP316L不锈钢管不能与铜管混合使用。从设备的运行周期和经济性考虑,TP316L不锈钢管作为凝汽器内管是可行的。

3、结语

  通过上述分析可知,凝汽器真空度受到很多因素影响,而凝汽器内管结垢及循环水水质、水量是主要的影响因素,在凝汽器日常管理中,对真空度的监测极为关键,要加强对冷却管清洁度的日常维护,合理调整循环水水量,使凝汽器在最佳真空状态下运行。而采用TP316L不锈钢管取代原有铜管,无疑可以达到较好的效果。

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