汽輪機運行中凝汽器真空度下降的原因分析畢業(yè)論文

1、河北工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院畢 業(yè) 論 文論文題目：汽輪機運行中凝汽器真空度下降的原因分析系 別 環(huán)境與化學工程系 專業(yè)年級 10精細化學品生產(chǎn)技術(shù) 學生姓名 * 學號 * 指導教師 何* 職稱 教授 日 期 2013年5月10日 目 錄摘要.1關(guān)鍵字.1引言.1正文一、凝汽設(shè)備的作用.1（一）兩道兩流程表面式凝汽器的作用.1（二）射水抽氣器的作用.2（三）循環(huán)水泵和凝結(jié)水泵的作用.2二、凝汽設(shè)備的運行監(jiān)督與工作原理.2（一）凝汽器的運行與監(jiān)督.2（二）抽氣器工作原理. .3三、汽輪機真空下降的原因.3（一）汽輪機凝汽器真空度下降的主要特征.3（二）汽輪機凝汽器真空度下降原因分析.3四、凝汽器真空度下

2、降的預防措施.5結(jié)論.6參考文獻.6汽輪機運行中凝汽器真空度下降的原因分析* 10精細化學品生產(chǎn)技術(shù)摘要：凝汽設(shè)備是凝汽式汽輪機組的一個重要組成部分，它的工作性能直接影響整個汽輪機組的安全性、可靠性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟性。凝汽器的真空水平對汽輪發(fā)電機組的經(jīng)濟性有著直接影響。而凝汽器真空受諸多因素制約，因此有必要分析機組凝汽器真空度下降的原因，找出預防真空度下降的措施，提高凝汽器性能。關(guān)鍵字：汽輪機；抽汽；真空度；凝汽器引言在焦化行業(yè)中，由于干熄焦技術(shù)的應用，產(chǎn)業(yè)鏈的延伸，汽輪機發(fā)電已是必不可少的項目；汽輪機真空系統(tǒng)嚴密性又關(guān)系到汽輪機安全的一項重要指標，其嚴密性的好壞直接影響到整個設(shè)備運行的熱經(jīng)濟性

3、和安全性，然而，由于設(shè)計、安裝和運行、檢修等方面的原因，許多機組運行過程中時常出現(xiàn)真空偏低的現(xiàn)象。為此，本文結(jié)合實踐分析了真空系統(tǒng)下降的原因，并且探討了幾種提高真空系統(tǒng)嚴密性的措施。正文：汽輪機真空系統(tǒng)包含汽輪機后軸封，排氣，凝汽，抽汽，循環(huán)水及凝結(jié)水等工序和后軸套汽封，排氣缸，凝汽器，抽汽器，循環(huán)水泵，凝結(jié)水泵及相關(guān)管道、表計等設(shè)備。汽輪機真空系統(tǒng)完成的任務(wù)是在汽輪機機組末端建立并維持一定的真空，使蒸汽在調(diào)節(jié)級與排氣缸之間的壓差下做功并順利排出。汽輪機安全運行，離不開真空系統(tǒng)的安全運行，可見真空系統(tǒng)的嚴密性是至關(guān)重要的。一、凝汽設(shè)備的作用凝氣設(shè)備主要由凝汽器、循環(huán)水泵、凝結(jié)水泵、抽汽器等組成

4、。（一）兩道兩流程表面式凝汽器的作用兩道兩流程表面式凝汽器的作用是降低汽輪機的排氣壓力即形成高度真空，以增大蒸汽在汽輪機內(nèi)的理想焓降；冷卻汽輪機排汽成為凝結(jié)水，回收工質(zhì)和一部分熱量；在機組啟、停中回收疏水；對凝結(jié)水和凝汽器補水進行一級真空除氧。（二）射水抽汽器的作用抽汽器的作用有二：一是在機組啟、停過程中，抽出凝汽器內(nèi)的空氣，建立啟動真空；一是在機組運行中，連續(xù)不斷地抽出凝汽器內(nèi)漏入的空氣等不凝結(jié)氣體和蒸汽，維持凝汽器內(nèi)的真空，以保證凝汽器的工作效率和提高機組經(jīng)濟性。 （三）循環(huán)水泵和凝結(jié)水泵的作用循環(huán)水泵的作用是連續(xù)不斷地向凝汽器及其他冷卻器（空冷器、冷油器）等提供一定壓力和流量的冷卻水，以

5、保證它們工作需要。凝結(jié)水泵的作用是將凝汽器中的凝結(jié)水連續(xù)不斷地輸送出去，送至除氧器作為鍋爐給水，以達到回收工質(zhì)的作用。二、凝汽設(shè)備的運行監(jiān)督與工作原理（一）凝汽器的運行與監(jiān)督1、凝汽器運行好壞的標志(1)能否達到最有利真空；(2)能否使凝結(jié)水的過冷度最??；(3)能否保證凝結(jié)水品質(zhì)合格。2、凝汽器的最有利真空凝汽器的最有利真空是指在汽輪機排氣量、凝汽器冷卻水入口溫度一定時，通過增加冷卻水流量使汽輪發(fā)電機的功率增加。當發(fā)電機增加的功率與循環(huán)水泵多耗的功率之差最大時的真空。它應該經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟比較來確定，一般由實驗來確定。3、凝結(jié)水的過冷卻所謂過冷度是指在一定壓力下冷凝水的溫度低于相應壓力下飽和溫度的

6、差值凝結(jié)水過冷卻一方面降低了電廠的熱經(jīng)濟性；另一方面使凝結(jié)水含氧量增加，加快了設(shè)備管道系統(tǒng)的腐蝕，降低了設(shè)備的安全性和可靠性。凝結(jié)水過冷度增大的原因主要有：（1）凝汽器設(shè)計不合理；（2）凝汽器汽側(cè)積存空氣；（3）凝汽器水位高，淹沒一部分冷卻管，造成凝結(jié)水過冷卻；（4）冷卻水漏入凝汽器汽側(cè)，導致凝結(jié)水過冷卻；（5）冷卻水水溫過低，凝汽器熱負荷過小，尤其是抽汽機組在冬季供熱時，可能出現(xiàn)這種情況。4、凝汽器的熱力特性凝汽器真空與凝汽量及冷卻水溫度的變化關(guān)系稱為凝汽器的熱力特性，掌握凝汽器熱力特性是正確分析凝汽器運行狀態(tài)和維護的依據(jù)。根據(jù)凝汽器熱力特性可以分析出，提高凝汽器真空可采取下列措施：（1）降

7、低冷卻水進口溫度；（2）增加冷卻水量；（3）降低傳熱端差（凝汽器壓力下的飽和水溫度與凝汽器循環(huán)冷卻水出口溫度之差稱為端差），即保持傳熱面清潔或改進舊設(shè)備，增加傳熱面積和傳熱效果。（二）抽汽器工作原理抽汽器由噴嘴、混合室、擴散管等組成。工作介質(zhì)通過噴嘴，將壓能轉(zhuǎn)變?yōu)樗俣饶埽镁砦饔玫脑碓诨旌鲜抑行纬筛哂谀鞯恼婵?，將凝汽器中的空氣等汽、氣混合物抽出，通過擴散管再將速度能轉(zhuǎn)變?yōu)閴耗?，最后以略高于大氣壓的壓力將混合物排至大氣。三、汽輪機真空下降的原因凝汽器的真空水平對汽輪發(fā)電機組的經(jīng)濟性有著直接影響，如機組真空下降，機組熱耗將要大幅上升。凝汽器內(nèi)所形成的真空受凝汽器傳熱情況、真空系統(tǒng)嚴密性狀

8、況、冷卻水的溫度、流量、機組的排汽量及抽汽器的工作狀況等因素制約。找出預防真空度下降的措施，提高凝汽器性能，維持機組經(jīng)濟真空運行,以便直接提高整個汽輪機組的熱經(jīng)濟性。（一）汽輪機凝汽器真空度下降的主要特征在汽輪機組的正常運行中我們可以通過各種儀表、數(shù)據(jù)來了解和分析汽輪機凝汽器的真空度好壞情況。一般汽輪機凝汽器真空度下降的主要特征有：1、真空表指示降低2、排汽溫度升高3、凝結(jié)水過冷度增加4、凝汽器端差增大5、機組出現(xiàn)振動（二）汽輪機凝汽器真空度下降原因分析引起汽輪機凝汽器真空度下降的原因主要有循環(huán)水量中斷或不足、循環(huán)水溫升高、后軸封供汽中斷、抽汽器或真空泵故障、凝汽器滿水（或水位升高）、凝汽器結(jié)

9、垢或腐蝕，傳熱惡化、凝汽器水側(cè)泄漏、凝汽器真空系統(tǒng)不嚴密，汽側(cè)泄漏導致空氣涌入等。1、循環(huán)水量中斷或不足循環(huán)水中斷引起真空急劇下降的主要特征是：凝汽器前循環(huán)水泵出口側(cè)壓力急劇下降；冷卻塔無水噴出。循環(huán)水中斷的原因可能是：循環(huán)水泵或其驅(qū)動電機故障；循環(huán)水吸水口濾網(wǎng)堵塞，吸入水位過低；循環(huán)水泵軸封或吸水管不嚴密或破裂，使空氣漏人泵內(nèi)等。循環(huán)水中斷時，應迅速卸掉汽輪機負荷，迅速切換循環(huán)水泵，并注意真空下降數(shù)度，到允許低限值時進行故障停機。循環(huán)水量不足的主要特征是：真空逐步下降；循環(huán)水出口和入口溫差增大。由于引起循環(huán)水量不足的原因不同，因此有其不同的特點，所以可根據(jù)這些特征去分析判斷故障所在，并加以解

10、決。2、循環(huán)水溫升高當電廠的循環(huán)冷卻水為開式水時，受季節(jié)影響大，特別是夏季，循環(huán)水溫升高，影響了凝汽器的換熱效果。當循環(huán)水進口溫度升高時，其吸收熱量就減少，蒸汽冷凝溫度就越高，冷凝溫度的升高可使排汽壓力相應升高，降低蒸汽在汽機內(nèi)部的焓降，使得凝汽器內(nèi)真空下降。循環(huán)水溫越高，循環(huán)水從凝汽器中帶走的熱量越少。由于飛散及蒸發(fā)損失，循環(huán)補充用水是較大的，及時補充冷水是保持冷卻水塔有效降溫的重要方面，應定期檢查冷卻塔內(nèi)的分配管是否正常，出水是否完好，這些因素都直接影響水的分布均勻性，影響其散熱性能。3、抽汽器故障抽汽器工作不正常引起真空下降的特征有：循環(huán)水出口水溫與排汽溫度的差值增大；抽汽器排氣管向外冒

11、水或冒蒸汽；凝結(jié)水過循環(huán)度增大，但經(jīng)空氣嚴密性試驗證明真空系統(tǒng)漏氣并未增加。4、凝汽器熱負荷過高由于機組主蒸汽管自動主汽門前、調(diào)節(jié)汽門前疏水，低壓加熱器疏水以及抽汽逆止閥等多處疏水，均接入凝汽器，增加了凝汽器換熱強度，當循環(huán)冷卻水量一定或不足時，就會導致凝汽器真空度下降。改進的方法是將以上疏水系統(tǒng)加分流管道及閥門或直接接至疏水擴容器或疏水箱，以降低凝汽器的熱負荷。5、凝汽器水位過高凝汽器汽側(cè)空間水位過高引起真空下降的原因是：凝汽器汽側(cè)空間水位升高后，淹沒了下邊一部分銅管，減少了凝汽器的冷卻面積，使汽輪機排汽壓力升高即真空降低。如凝汽器水位升高到抽空氣管口高度，則凝汽器真空便開始下降。根據(jù)凝結(jié)水

12、淹沒抽汽口的程度，開始時真空降低緩慢，以后便迅速加快，這時連接在凝汽器喉部的真空表指示下降，而連接在抽汽器上的真空表指示上升。如果不及時采取必要的措施，將有水由抽汽器的排氣管中冒出。造成凝汽器滿水的可能原因有：凝結(jié)水泵故障。凝汽器銅管破裂，此時凝結(jié)水水質(zhì)惡化。正常運行中誤將凝結(jié)水再循環(huán)門開大。6、凝汽器冷卻面結(jié)垢當凝汽器內(nèi)銅管臟污結(jié)垢時，將影響凝汽器的熱交換，使凝汽器端差增大，排汽溫度上升，此時凝汽器內(nèi)水阻增大，冷卻通流量減小，冷卻水出入口溫差也隨之增加，造成真空下降。凝汽器冷卻面結(jié)垢的主要原因是循環(huán)水水質(zhì)不良，在銅管內(nèi)壁沉積了一層軟質(zhì)的有機垢或結(jié)成硬質(zhì)的無機垢，嚴重地降低了銅管的傳熱能力，并

13、減少了銅管的通流面積。當結(jié)垢過多，真空過低時，就必須停機進行清洗。一般情況下，采用酸洗后機組真空會明顯改善。7、凝汽器真空系統(tǒng)不嚴密真空系統(tǒng)不嚴密，存在較小漏點時，不凝結(jié)的汽體從外部漏人處于真空狀態(tài)的部位，最后泄漏到凝汽器中，過多的不凝結(jié)氣體滯留在凝汽器中影響傳熱，使真空異常下降。真空系統(tǒng)不嚴密漏氣量增多時，表現(xiàn)的主要現(xiàn)象是：汽輪機排氣溫度與凝汽器出口循環(huán)水溫的差值增大、凝結(jié)水過冷卻度增大。此時應立即查找漏氣原因和漏氣點并予以消除。容易發(fā)生漏氣的地點如下：(1)軸封蒸汽未及時調(diào)整好造成軸封斷汽，使空氣從軸封處漏入。(2)汽輪機排汽室與凝汽器的連接管段由于熱變形或腐蝕穿孔引起漏氣。(3)低壓缸變

14、形，從法蘭接合面不嚴密處漏入空氣。(4)自動排氣門或真空破壞門不嚴密。(5)與真空系統(tǒng)連接的設(shè)備或管道上的計量表連接管有缺陷。四、凝汽器真空度下降的預防措施真空系統(tǒng)龐大，與真空有關(guān)的設(shè)備系統(tǒng)分散復雜，真空下降事故至今仍在汽輪機事故中占相當大比重，需要時刻做好真空下降預防工作。1、加強對循環(huán)水供水設(shè)備的維護工作，確保循環(huán)水供水設(shè)備的正常運行。對冷卻水流量和流速進行合理調(diào)整2、提高抽汽器工作性能，加強對凝結(jié)水泵及抽汽器等空氣抽出設(shè)備的維護工作，確保其正常運行，抽汽器切換要嚴防誤操作。3、軸封供汽壓力自動、凝汽器水位自動要可靠投用，調(diào)整門動作要可靠，并加強對凝汽器水位和軸封汽壓力的監(jiān)視。調(diào)整汽輪機軸

15、端汽封間隙，減小軸端漏汽量；嚴格控制低壓汽封供汽壓力、溫度，遇到汽封系統(tǒng)運行不正常，應及時進行分析；及時更換泄漏的閥門等方面改進真空的嚴密性。4、對凝汽器的汽水、水封設(shè)備的運行加強監(jiān)視分析，防止水封設(shè)備損壞或水封頭失水漏空氣。5、汽水系統(tǒng)化學補充水接至凝汽器。補充水溫度低，吸收排汽熱量可降低凝汽器溫度。6、低真空保護裝置應投入運行，整定值應符合設(shè)計要求，不得任意改變報警、停機的整定值。7保持凝汽器管壁和水側(cè)的清潔度，減輕汽器銅管結(jié)垢。可以考慮加裝凝汽器銅管殺菌滅藻裝置，防止微生物在銅管內(nèi)壁蔓延。8、檢查冷卻塔性能，加強運行維護，調(diào)整到最佳工況運行。結(jié)論通過以上的綜合分析不難看出，影響凝汽器真空的因素眾多復雜，所以只有熟悉掌握機組系統(tǒng)原理，了解真空降低對機組的影響，才能做出準確分析判斷。對凝汽設(shè)備系統(tǒng)全面分析、深入研究、逐步排查，找出真空度下降的關(guān)鍵因素，在確保安全的前提下爭取最大的經(jīng)濟效益，了解凝汽器真空下降可能產(chǎn)生的原因和后果，才能確保及時準確地對故障進行處理。確保機組的安全經(jīng)濟運行。本文所述的內(nèi)容是在汽輪機正常運行中，較為常見的凝結(jié)器真空度下降的原因、象征與處理方法。理論水平有限，不可避免的存在一些問題和不足，還需要大家在工作過程中予以批評指正。參考文獻1、吳文龍凝汽器腐蝕與結(jié)垢控制技術(shù)北京：中國電力出版設(shè).2012.吳文龍吳文龍吳文龍2、史月濤汽輪