提高凝汽器真空度的措施

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)新疆石河子职业技术学院 作者:马晓燕

  汽轮机凝汽器运行时存在真空度下降,排汽温度和压力升高的问题,因此从人、料、法、环、测几个方面,排除了引起汽轮机真空值低的因素,运用头脑风暴法,从设备上分析引起汽轮机凝汽器真空低的原因。按“5W1H”的原则,制定对策解决汽轮机凝汽器真空度低的问题。经过3个月的运行,汽轮机凝汽器真空平均值由-0.078MPa上升到-0.083MPa,实现了提高汽轮机凝汽器真空度的目标。

  凝汽设备是凝汽式汽轮机装置的重要组成部分之一,它在热力循环中起着冷源作用。凝汽设备主要作用有两个方面:一是在汽轮机排汽口建立并维持高度真空;二是保证蒸汽凝结并供应洁净的凝结水作为锅炉给水。由此可见,作为主要的辅助设备,凝汽器的正常运行对电厂的安全、正常运行起着很大的作用。

  降低汽轮机排气的压力和温度,可以提高循环热效率。降低排汽参数的有效办法是将排汽引入凝汽器凝结成水。凝汽器运行的好坏直接影响汽轮机组运行的安全性与经济性。对凝汽器运行的要求主要是能保证达到要求的真空度、减少凝结水过冷度和保证凝结水品质合格。某热电厂(二厂) #6汽轮机组系北京汽轮机厂生产的型号为CC50-8.83/0.98/0.196 单缸、高压、双抽冷凝式、带二次可调及三段不可调抽汽式汽轮机组,自2011 年1 月以来,该#6 汽轮机凝汽器的真空开始出现恶化,2011年1-3月,6号汽轮机凝汽器真空平均值最大为-0.079MPa,最小为-0.077MPa, 三个月平均真空值为-0.078MPa,小于《运行检修规程》规定的凝汽器真空度平均值不低于-0.082MPa,机组负荷只能带36MW,排汽温度高达45℃,真空下降,排汽温度和压力升高,严重威胁机组的安全经济运行。见图1。

1、凝汽器真空下降的危害

  (1) 凝汽器真空下降,排汽压力升高,若要维持机组负荷不变,则应增大汽轮机的进汽量,从而引起轴向推力增大以及叶片过负荷。同时可能引起末级叶片过热和不正常的振动。

  (2) 凝汽器真空下降,排汽温度相应升高。若排汽温度过高,使排汽缸受热膨胀,与低压缸一体的轴承被抬高,机组中心线偏移,破坏转子中心线的自然垂弧,引起机组强烈振动。

  (3) 凝汽器真空下降,排汽温度大幅度升高时,凝汽器铜管因受热膨胀使胀口松动,使冷却水漏入凝汽器侧空间,导致凝结水质恶化。

  (4) 真空下降,将使机组出力减少,效率降低。

2011年1-3月6号凝汽器真空值统计图

图1 2011年1-3月6号凝汽器真空值统计图

2、凝汽器真空下降的原因分析

  2.1、真空系统严密性差

  近代亚临界和超临界参数机组,对锅炉给水品质要求更为严格。尽管凝汽器在装配过程中都要做泵水试验,以保证凝汽器的密封性,但在运行中,空气不可避免地少量漏入凝汽器的真空系统内。这种泄漏将直接影响机组的安全性和经济性。

  在做与真空系统有关的安全措施的过程中,当真空系统阀门关不严密的因素存在时,凝结器真空缓慢下降,造成的原因可能是处于负压区的设备或阀门有空气被拉入凝结器内,使真空缓慢下降。

  汽机检修人员检查了机组后汽缸薄膜安全阀,机组负压侧管路法兰、阀门,凝汽器热井疏水门、抽气门等,同时对凝结泵入口门盘根进行了检查,未见泄露。真空严密性较好。

  2.2、循环水温度高

  新疆地区夏季气候炎热干燥,使循环水温超过机组设计水温,造成机组真空低出力下降。运行人员采取排放热水,冷却塔补生水的方式降温,又受到厂区排污量限制导致循环水降温效果不明显,机组真空下降。

  调查发现,在夏季,循环水温度最高可达36 ℃ ~45 ℃ ,超过机组设计水温,只有通过开大冷却塔补水来降温,但塔的排放只有溢水管和底部排水口。只有将塔里的水排出,生水才能补进降温。但通过溢水管排水是非常不经济的,它排出的是冷却过的凉水,只有从上塔水排水才是最有效的。锅炉工业回收水出口在#6机凝汽器甲侧出水管道上,在此上塔,也可作为冷却塔补水,温度在28 ℃ 左右,可以考虑将此水直接补进#6机循环泵入口,给#6机凝汽器降温。

  2.3、汽轮机轴封压力不正常

  在机组启动过程中,当轴封压力低时,汽轮机高、低压缸的前后轴封会因压力不足而导致轴封处倒拉空气进入汽缸内,使汽轮机的排汽缸温度升高,凝结器真空下降。而造成轴封压力低的原因可能是轴封压力调节伐故障、轴封供汽系统上的阀门未开或开度不足。

  热工检修人员检查了机组负压侧管路阀门、压力表、水位计、压力变送器活结、排污门等,未见泄漏。

  2.4、射水抽气系统工作不良

  在汽轮机机组运行过程中,由于季节的变化或是其它因素使射水池的水温升高,在抽气器的喷嘴处可能会发生汽化现象,从而使抽气工作失常,凝结器中的不能凝结气体不能及时排出,导致真空下降。造成射水池水温上升的原因可能是夏季环境温度影响,或热力系统内有热源排入射水池内,使水温升高。

  运行人员经过检查和切换试验,射水抽气系统基本工作正常。仅是因为夏季射水箱水温较高,加入生水后水温仍然达34 ℃ ,超过射水抽气器设计用水温度的26 ℃ ,使射水抽气器效率下降,抽空气能力降低。可以考虑技改射水箱溢水管路,将射水箱溢水引一路至工业排水渠,射水箱水温较高时,可通过此管路排放热水,射水箱可以多加入生水降低水温,改善射水抽气器工作状态,提高机组真空。

  2.5、凝汽器铜管脏污、结垢、堵塞

  二厂凝汽器8年未清洗,铜管结垢较多,管材通流面淤泥沉积结垢,致使流通面光洁度变差,使冷却水流经凝结器冷却管道时的流动阻力增大,循环水流速减慢,循环水流量减少,对流换热效果变差。同时#6机循环泵进口暗渠在最末端,一些大的杂物和填料容易冲到此处堵塞凝汽器,影响换热。进入凝汽器的热量多,进入凝汽器的热水、热气管道不严密,导致进入凝汽器的热量多,引起真空下降。

3、凝汽器真空下降改进措施

  3.1、对循环水管道进行技改

  (1) 在#6机凝汽器甲侧出水(上塔水) 管道与热网排污管道连接处加三通。

  (2) 装DN200调节阀门。

  (3) 热网排污管道上再增加DN200阀门,隔断去热网管道。

  (4) 从锅炉工业回收水流向6号机凝汽器甲侧出水(上塔水) 管道,引入一条ϕ 133mm 管道,流入循环泵进口,作为补充水

  (5) 从甲侧循环水出口,另引一条ϕ 219mm管道进入排污井,降低水温。

  (6) 循环泵坑排污泵出口管道由DN80改为DN100,阀门由DN50更换为DN65,增加排水量。实施效果确认:改进前,循环水温度最高达45℃,改进后,温度降至28℃左右,达到了运行规程规定的温度。

  3.2、凝汽器铜管清洗,加装反冲洗阀门装置

  (1) 用打压机对凝汽器铜管人工清洗。

  (2) 在凝汽器甲乙侧进口管段处装DN200阀门,用来对凝汽器反冲洗。

  实施效果确认:改进前,凝汽器铜管堵塞严重,致使流通面光洁度变差,改进后,凝汽器铜管流通面积增大。

4、效果检查

  通过对凝汽器真空下降的技术改造,凝汽器真空逐渐上升,机组得以正常运行,真空已达到-0.083MPa以上。

5、效益

  (1) 经济效益:根据凝汽器真空度提高1%,煤耗降低1.97g/(kWh)。技改后,凝汽器真空由活动前的0.086MPa上升至活动后的0.083MPa,真空度提高了6.4%。该机组是50MW机组,每天发电1200000kWh, 共节约煤炭15.1t, 按180 元/t 计算,每天节约发电成本2723元。

  (2) 社会效益: 技改后, 每天节约煤炭15.1t,换算成标煤是10.78t,每吨标煤可排放二氧化碳2.5t,由此可知,每天可减少二氧化碳排放26.96t。

6、结论

  通过对汽轮机凝汽器的真空度降低问题的解决,通过仔细观察分析,并对影响凝汽器真空下降的几个原因进行技改,彻底解决了某厂二厂#6机真空下降的缺陷。使机组得以正常、经济、安全运行。同时为火力发电厂解决类似问题积累经验:

  (1) 注意监视真空泵密封水温度发现密封水温度接近汽轮机排汽温度时,应及时清理冷却器,尤其是在水质较脏的涨水季节,应增加清洗次数;

  (2) 在真空泵冷却器密封水冷却水入口加装滤网,防止冷却器堵塞。提高凝汽器真空度,保证机组正常、安全、经济的运行。

  提高凝汽器真空度的措施为真空技术网首发,转载请以链接形式标明本文首发网址。

  http://www.chvacuum.com/zhenkongdu/114652.html

  与 真空度 真空度 相关的文章请阅读:

  真空度http://www.chvacuum.com/zhenkongdu/