凝汽器真空度文檔

1、凝 汽 器 真 空 的 影 響 因 素 與 改 善 措 施 凝汽器真空是表征凝汽器工作特性的主要指標(biāo)，是影響汽輪機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的主要因素之一。真空降低使汽輪機(jī)的有效焓降減少,會(huì)影響汽輪機(jī)的出力和機(jī)組設(shè)備的安全性。電站凝汽器一般運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明：凝汽器真空每下降1kPa，汽輪機(jī)汽耗會(huì)增加1.52.5。而且，凝汽器真空的降低，會(huì)使排汽缸溫度升高，引起汽輪機(jī)軸承中心偏移，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起汽輪機(jī)組振動(dòng)。此外，當(dāng)凝汽器真空降低時(shí)，為保證機(jī)組出力不變，必須增加蒸汽流量，而蒸汽流量的增加又將導(dǎo)致鈾向推力增大，使推力軸承過(guò)負(fù)，影響汽輪機(jī)的安全運(yùn)行。所以在實(shí)際的熱電廠運(yùn)行中，最好使凝汽器在設(shè)計(jì)真空值附近運(yùn)行。 4.1 真空

2、降低的危害 凝汽器是凝汽式機(jī)組的一個(gè)重要組成部分，其工況的好壞，直接影響整個(gè)機(jī)組的安全性和經(jīng)濟(jì)性。例如一臺(tái)200MW的機(jī)組，真空每下降1，引起熱耗增加0.029，少發(fā)電約58KW，而一臺(tái)600MW的機(jī)組，真空每下降1，引起熱耗增加0.05，少發(fā)電約306KW。有資料顯示，凝汽器每漏入50kg/h的空氣，凝汽器真空下降1Kpa，機(jī)組的熱耗增加約68。 1)經(jīng)濟(jì)方面的影響 a. 真空降低，使汽輪機(jī)熱耗增加。對(duì)于高壓汽輪機(jī)，真空每降低1，可使機(jī)組熱耗增加4.9。 b真空降低，使凝結(jié)水過(guò)冷度增加。對(duì)于高壓汽輪機(jī)，凝結(jié)水每過(guò)冷1，也使熱耗增加0.15。 c 為了提供真空，開(kāi)大鈾封供汽壓力和流量，導(dǎo)致油中

3、帶水，增大了油耗。 2)安全方面的影響 a由于真空降低，使排汽壓力，排汽溫度升高，降低了汽輪機(jī)經(jīng)濟(jì)性。嚴(yán)重時(shí)，由于排汽溫度過(guò)高，還將引起汽輪機(jī)低壓缸脹差發(fā)生異常變化和低壓缸變形，改變機(jī)組的中心，造成機(jī)組振動(dòng)，可能引起故障停機(jī)。 b由于真空降低，凝結(jié)水中含氧量增加，最高超過(guò)100，凝結(jié)水系設(shè)備和管道被腐蝕產(chǎn)生的氧化鐵進(jìn)入鍋爐，腐蝕爐方的水冷壁、過(guò)熱器等設(shè)備和管道。 c為了提高真空運(yùn)行，開(kāi)大軸封供汽壓力和供汽流量，導(dǎo)致軸封漏汽進(jìn)入潤(rùn)滑油系統(tǒng)，使油中帶水，使調(diào)節(jié)系統(tǒng)失靈，造成機(jī)組運(yùn)行不穩(wěn)定，給機(jī)組的安全運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重的隱患。 d其他方面的影響。在實(shí)際中，凝結(jié)器真空降低還存在許多緩慢的危害。如凝結(jié)水管道

4、被腐蝕，低壓加熱器銅管被腐蝕，除氧器淋水盤(pán)被腐蝕等。 因此，為了確保機(jī)組的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，我們必須保持機(jī)組在設(shè)計(jì)真空值附近運(yùn)行。4.2 凝汽器真空降低原因 汽輪機(jī)凝汽系統(tǒng)的真空問(wèn)題與熱力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)合理與否、制造安裝、運(yùn)行維護(hù)和檢修的質(zhì)量等多種因素有關(guān)，必須根據(jù)每臺(tái)機(jī)組的具體情況進(jìn)行具體分析。汽輪機(jī)凝汽器真空偏低的主要原因有： 1.真 空 系 統(tǒng) 空氣通過(guò)兩個(gè)渠道漏入凝汽器：一是通過(guò)機(jī)組真空系統(tǒng)的不嚴(yán)密處漏入，另一個(gè)是隨同蒸汽一起進(jìn)入凝汽器。由于鍋爐給水經(jīng)過(guò)多重除氧，所以后者數(shù)量不多，約占從凝汽器抽空氣總量的百分之幾。因此，抽出的空氣主要是通過(guò)機(jī)組負(fù)壓狀態(tài)部件的不嚴(yán)密處漏入。除了凝汽器自身的嚴(yán)密

5、性外，真空系統(tǒng)的氣密性，它們包括給水加熱器、低壓氣缸、汽軸封、向空排氣的管道等?？諝獯罅柯┤肽?，將造成凝汽器傳熱惡化，使抽氣設(shè)備過(guò)載，凝結(jié)水過(guò)冷度及含氧量急劇增加，破壞凝汽器真空度，使凝汽器設(shè)備無(wú)法正常工作。 漏空的主要部位有：低壓汽缸兩端汽封及低壓汽缸結(jié)合面，中、低壓缸之間連通管的法蘭連接處，低壓汽缸排汽管與凝汽器喉部聯(lián)接焊縫，處于負(fù)壓狀態(tài)下工作的有關(guān)閥門(mén)、法蘭等處。 2. 循 環(huán) 水 系 統(tǒng) 1.冷卻水進(jìn)口溫度 在其它條件相同， 冷卻倍率不變時(shí)，冷卻水溫度越低，排汽溫度也越低。即凝汽器真空就越高。如鎮(zhèn)海電廠循環(huán)水為開(kāi)式系統(tǒng)，取水口在甬江上游，排水口在下游。由于兩者距離較近，甬江又是一條

6、漲、退潮河流，使循環(huán)回流在狹窄的甬江段產(chǎn)生熱污染，即排水溫度影響了取水口的水溫（實(shí)測(cè)月平均進(jìn)水溫度比甬江水的自然水溫度高出2），惡化了凝汽器的運(yùn)行條件。 2.當(dāng)汽機(jī)負(fù)荷、冷卻水溫度不變時(shí)，增加冷即水量，冷卻水溫升必然減小。冷卻水溫升的大小反映冷卻水量是否足夠。當(dāng)其溫差大于812時(shí)，應(yīng)增加冷卻水量。 3.汽器端差t的影響 端差是反映凝汽器熱交換狀況的指標(biāo)，相同條件下，端差增大，說(shuō)明凝汽器汽側(cè)存了較多空氣，防礙了傳熱管的熱水交換， 更主要說(shuō)明凝汽器傳熱管內(nèi)側(cè)表面臟污，造成熱交換性能差。由于甬江水體污染日益嚴(yán)重，塑料垃圾水草增多，原有 28已運(yùn)行多年的正面進(jìn)水旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)因故障頻繁且無(wú)法徹底沖洗干凈而不

7、能完全有效地清除和隔斷進(jìn)入循環(huán)水系統(tǒng)的污物，從而影響了凝汽器冷卻效果。故要求對(duì)循泵房清污系統(tǒng)的重要設(shè)備-旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)進(jìn)行改造。原濾網(wǎng)采用了無(wú)框架正面進(jìn)水旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)，定期人工啟動(dòng)沖洗。由于濾網(wǎng)結(jié)構(gòu)原因，循環(huán)水中雜物多，濾網(wǎng)無(wú)法沖洗干凈。在濾網(wǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，滯留于網(wǎng)上的污物被帶到循泵入口，從而進(jìn)入冷卻水系統(tǒng)，導(dǎo)致二次濾網(wǎng)及凝汽器鈦管堵塞，真空度下降，影響機(jī)組出力，尤其隨著循環(huán)水質(zhì)的日益惡化，由此引起的危害也日益加重。 循環(huán)水泵出力小，使實(shí)際通過(guò)凝汽器的冷卻水量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于熱力計(jì)算的規(guī)定，從而影響真空。一般凝汽器的冷卻倍率m應(yīng)為5060，對(duì)大型凝汽器，該冷卻倍率還要適當(dāng)大些。而有的機(jī)組選取的冷卻倍率比上述推薦的最佳

8、值小了許多。 例如華東地區(qū)某一座總裝機(jī)容量為1300MW的特大型火力發(fā)電廠，裝有125MW4和200MW4，計(jì)入臺(tái)機(jī)組。其中，125MW機(jī)組由某電力設(shè)計(jì)院進(jìn)行設(shè)計(jì)。上海汽輪機(jī)廠規(guī)定要求通過(guò)凝汽器的冷卻水量為17800t/h，汽輪機(jī)低壓汽缸排入凝汽器的蒸汽量為290t/h，冷卻倍率m為61.4。而每臺(tái)125MW汽輪機(jī)組選配了兩臺(tái)48sh22型循環(huán)水泵，一臺(tái)運(yùn)行，一臺(tái)備用。循環(huán)泵出水量為ll000t/h。其中尚有1000t/h的冷卻水要供給冷油器、發(fā)電機(jī)空冷器、發(fā)電機(jī)水冷器、部分輔機(jī)軸承冷卻水和射水箱補(bǔ)水等使用，實(shí)際通過(guò)凝汽器的冷卻水量只有10000t/h，幾乎只有要求冷卻倍率的一半左右，使得實(shí)際

9、通過(guò)凝汽器的冷卻水量少了很多，使機(jī)組真空長(zhǎng)年偏低，尤其在夏季，機(jī)組真空更差，被迫減負(fù)荷運(yùn)行。 3.凝 汽 器 鋼 管 結(jié) 垢 尤其是當(dāng)鋼管內(nèi)結(jié)有較厚的硬垢時(shí)，凝汽器鋼管整體傳熱系數(shù)呈直線下降。對(duì)于用江水、河水、湖水、水庫(kù)水等作循環(huán)水的補(bǔ)充水源時(shí)，凝汽器鋼管內(nèi)結(jié)垢較軟，較易除抹。對(duì)于地表水較缺乏的內(nèi)陸火電廠，往往用硬度較大的地下水作為循環(huán)水的補(bǔ)充水源，如處理不當(dāng)，則凝汽器鋼管內(nèi)較易結(jié)成較厚的堅(jiān)硬的硬垢，較難除去，對(duì)機(jī)組真空影響很大。據(jù)對(duì)125MW汽輪機(jī)組試驗(yàn)證明：當(dāng)銅管內(nèi)結(jié)垢厚度達(dá)1.2mm1.5mm時(shí)，在同樣的冷卻條件下，使汽輪機(jī)真空降低6.66kPa，增加發(fā)電煤耗10g/kW.h15g/kW

10、.h。 4.抽 氣 器 工 作 不 正 常 1) 抽氣器工作水壓力低、水量不足或增加過(guò)多，反映到抽氣器抽吸能力的下降，引起凝汽器真空的降低。對(duì)一定的抽氣壓力而言，工作水壓力pw 越小，抽氣量越少，從而不能滿足凝汽器中所需的抽氣要求，使凝汽器真空下降。同時(shí)，工作水量不足，吸入室中因沒(méi)有足夠的工作水而壓力升高，抽吸能力下降。工作水量增加過(guò)多時(shí)，在擴(kuò)壓管出口處發(fā)生排水堵塞現(xiàn)象， 造成排水管水壓升高，吸入室壓力增加，抽吸能力也下降。因此必須對(duì)抽氣器工作水壓力和流量進(jìn)行合理控制，以維持正常的抽吸能力。 2) 如果采取閉式循環(huán)方式，并且停止向射水池補(bǔ)充水，不向射水池外溢水，則工作水溫度將不斷升高。工作水溫

11、度升高的原因是： a射水泵與工作介質(zhì)的摩擦產(chǎn)生能量消耗轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃?；b抽空氣管道內(nèi)空氣在工作水中放熱；c水蒸汽因?yàn)橛心Y(jié)過(guò)程而放出的汽化潛熱。所有這些都對(duì)射水抽氣器工作水有加熱作用。對(duì)于射水抽氣器，當(dāng)工作水溫超過(guò)30時(shí)，每升高5，吸入室的壓力就提高1.96 kPa ，對(duì)凝汽器真空的影響相當(dāng)大。這主要因?yàn)楫?dāng)工作水溫升高至一定程度后，在高度真空的噴管喉部，部分工作水汽化，體積突然膨大，而使抽吸能力下降。所以工作水溫對(duì)抽真空裝置的抽吸能力及凝汽器真空的影響也相當(dāng)大。 某電廠曾對(duì)一臺(tái)200MW汽輪機(jī)組做射水抽氣器特性試驗(yàn)，當(dāng)其它參數(shù)及工況一定，當(dāng)射水抽氣器的工作水溫由39降至35時(shí)，其機(jī)組真空值由89.

12、86kPa提高到91.2kPa。由此看出：射水抽氣器的工作水溫對(duì)汽輪機(jī)組的真空影響還是很明顯的。 5.汽 輪 機(jī) 軸 封 供 汽 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì) 不 合 理 。 有的汽輪機(jī)組的高中壓缸和低壓缸軸封供汽管道設(shè)計(jì)或一根共用軸封汽供汽管，造成低壓缸兩端軸封供汽量不足。使空氣從低壓軸封處漏入凝汽器，降低凝汽器真空。 6.回 熱 系 統(tǒng) 運(yùn) 行 不 正 常 。 低壓加熱器及其疏水系統(tǒng)不能按設(shè)計(jì)要求投入運(yùn)行，與凝汽器汽側(cè)相通的有關(guān)閥門(mén)運(yùn)行中不嚴(yán)，增加凝汽器運(yùn)行中的熱負(fù)荷，降低凝汽器真空。 此外，氣輪機(jī)的設(shè)計(jì)效率偏低，循環(huán)水排污、加藥不及時(shí)，凝汽器的高水位運(yùn)行等等都會(huì)對(duì)凝汽器中的真空度有較大影響。上述僅就影

13、響汽輪機(jī)凝汽器真空的主要原因作一簡(jiǎn)要介紹，其它有關(guān)因素此處不再一一闡述。 7.凝 結(jié) 水 泵 漏 空 氣 某電廠凝結(jié)水泵漏空氣由于設(shè)計(jì)不合理，凝結(jié)水泵的盤(pán)根減壓套減壓泄水管（泄水管通徑l0mm）接至地溝，在機(jī)組運(yùn)行中，與凝結(jié)水泵處于備用時(shí)，由于泵內(nèi)為真空狀態(tài)，空氣從該泄水管進(jìn)入泵內(nèi)，導(dǎo)致機(jī)組真空度降低、與投入運(yùn)行時(shí)，大量凝結(jié)水從泄水管排入地溝而白白浪費(fèi)。4.3 改善真空的措施 保持凝汽器在合理的真空下運(yùn)行，說(shuō)提高汽機(jī)運(yùn)行的熱經(jīng)濟(jì)性、降低發(fā)電成本的主要措施之一。因此，如何保證凝汽器的真空成為我們研究的重點(diǎn)方向。 電廠中除了采用本文前面提到的降低凝汽器的熱負(fù)荷、高真空系統(tǒng)的嚴(yán)密性和降低低冷卻水溫之

14、外還有以下幾個(gè)措施。首先，認(rèn)真做好真空系統(tǒng)查漏工作，對(duì)泄漏點(diǎn)及時(shí)加以消除。 大型汽輪機(jī)真空系統(tǒng)較復(fù)雜，真空系統(tǒng)不嚴(yán)密處較多。機(jī)組在運(yùn)行狀態(tài)下，對(duì)真空系統(tǒng)查漏具有一定的難度。如發(fā)現(xiàn)低壓汽缸結(jié)合面及兩端軸封體結(jié)合面有漏空時(shí)，則可以在其結(jié)合面上開(kāi)一個(gè)寬5毫米、深8毫米的密封槽，槽中填石墨盤(pán)根，密封效果較好。 在機(jī)組大修、小修、臨修、節(jié)假日調(diào)停時(shí)，要對(duì)汽輪機(jī)負(fù)壓系統(tǒng)進(jìn)行高位灌水結(jié)合充一定壓力的壓縮空氣(0.03Mpa0.044MPa)進(jìn)行查漏，可以查出負(fù)壓系統(tǒng)許多泄漏點(diǎn)，詳細(xì)作好漏點(diǎn)記錄，予以認(rèn)真消除。負(fù)壓系統(tǒng)的閥門(mén)的法蘭或盤(pán)根處泄漏時(shí)，可以更換盤(pán)根、法蘭墊片，如法蘭盤(pán)密封面不平，則要對(duì)其進(jìn)行修研。根

15、據(jù)機(jī)組具體情況，將真空系統(tǒng)閥門(mén)改為水封門(mén)，以提高閥門(mén)盤(pán)根處的嚴(yán)密性。機(jī)組在運(yùn)行狀態(tài)下，可以在負(fù)壓系統(tǒng)中的有關(guān)閥門(mén)的盤(pán)根和法蘭處充以氦氣或氟里昂氣體，用檢漏儀在射水箱上部排氣口進(jìn)行檢查，如檢漏儀報(bào)警，則說(shuō)明充氣體的部位泄漏，應(yīng)予以消除。如檢漏儀不報(bào)警，則說(shuō)明充氣部位不漏。用此法對(duì)真空系統(tǒng)的有關(guān)閥門(mén)、法蘭、有關(guān)焊口逐一進(jìn)行檢查，定能收到明顯效果。 其次，清洗冷卻面。 當(dāng)需要強(qiáng)化一個(gè)傳熱過(guò)程時(shí)首先判斷哪一個(gè)傳熱環(huán)節(jié)的分熱阻最大。在凝汽器中,污垢熱阻有時(shí)會(huì)成為傳熱過(guò)程的主要熱阻,須給予足夠的重視。一般講內(nèi)、外管壁的對(duì)流換熱分熱阻均在210-42/w以下,而經(jīng)過(guò)處理的冷卻水水垢造成的分熱阻較大,可達(dá)21

16、0-42/w，采取強(qiáng)化措施減小這個(gè)分熱阻，收效最顯著。運(yùn)行中對(duì)循環(huán)冷卻水采用經(jīng)過(guò)嚴(yán)格預(yù)處理的廠內(nèi)水,同時(shí)合理安排冷卻面清洗周期,采用二步法(干洗法和酸洗法)來(lái)清洗。冷卻面結(jié)垢對(duì)真空的影響是逐步積累和增強(qiáng)的。因此判斷冷卻面是否結(jié)垢時(shí),應(yīng)與冷卻面潔凈時(shí)的運(yùn)行數(shù)據(jù)作比較,結(jié)垢可使凝汽器冷卻管內(nèi)的阻力損失增大。初期的結(jié)垢較松,污泥多,可用干洗法,利用汽輪機(jī)日開(kāi)夜停的機(jī)會(huì),選用除氧器的熱水灌滿凝汽器的汽側(cè),冷卻管內(nèi)用風(fēng)機(jī)吹干,泥垢發(fā)生龜裂后,用冷水沖掉。 冷卻面結(jié)垢對(duì)真空的影響是逐步積累和增強(qiáng)的。因此判斷冷卻面是否結(jié)垢時(shí),應(yīng)與冷卻面潔凈時(shí)的運(yùn)行數(shù)據(jù)作比較,結(jié)垢可使凝汽器冷卻管內(nèi)的阻力損失增大。初期的結(jié)垢

17、較松,污泥多,可用干洗法,利用汽輪機(jī)日開(kāi)夜停的機(jī)會(huì),選用除氧器的熱水灌滿凝汽器的汽側(cè),冷卻管內(nèi)用風(fēng)機(jī)吹干,泥垢發(fā)生龜裂后,用冷水沖掉。 當(dāng)凝汽器冷卻銅管結(jié)有硬垢,真空下降已無(wú)法維持正常運(yùn)行時(shí),則需進(jìn)行酸洗。水垢以碳酸鹽為主、夾雜硅酸鹽、硫酸鹽、污泥混合在一起,可選用濃度5%的有機(jī)酸(氨基磺酸)作為主洗劑,對(duì)銅管進(jìn)行清洗。腐蝕速率小于標(biāo)準(zhǔn)(1g/m2h),清洗時(shí)加0.5%的酸緩蝕劑和銅緩蝕劑、適量滲透劑、0.2%氫氟酸,水溫在40左右,流速0.1m/s,進(jìn)行循環(huán)清洗。當(dāng)酸度連續(xù)2次測(cè)定含量一致時(shí)清洗結(jié)束。然后用高位冷卻 塔水源大流量反沖洗,加工業(yè)磷酸三鈉,循環(huán)中和后排放。酸洗后銅管呈黃銅色,表明

18、未發(fā)生過(guò)洗現(xiàn)象。由于循環(huán)水的含鹽量較低,故運(yùn)行一段時(shí)間后,銅管表面可生成一層致密Cu(OH)2保護(hù)膜,使銅表面與水隔離,抑制腐蝕。凝汽器清洗后可大大提高傳熱系數(shù),安全性及經(jīng)濟(jì)性也大為提高。 再次，循環(huán)水泵的經(jīng)濟(jì)調(diào)度。 改變冷卻水量,可改變吸熱量。雖然隨著水量的增加,真空可逐步提高,但同時(shí)循環(huán)水泵的耗電量也相應(yīng)增加,因而需試驗(yàn)確定其經(jīng)濟(jì)水量。電廠安裝時(shí)配置了3臺(tái)容量、型號(hào)相同的循環(huán)水泵,根據(jù)冷卻倍率的要求,最多開(kāi)2臺(tái),最少開(kāi)1臺(tái),出口配碟閥(全開(kāi)全關(guān)操作),根據(jù)不同季節(jié)和機(jī)組功率的變化調(diào)節(jié)水量,利用可切換的變頻器連續(xù)調(diào)整循環(huán)水泵的出力,可達(dá)到節(jié)電效果。 最后，提高抽汽能力。 抽氣設(shè)備有兩個(gè)問(wèn)題,一是抽氣能力,該問(wèn)題當(dāng)機(jī)組的真空嚴(yán)密性很好時(shí),不但不存在,而且還可以將抽氣設(shè)備改小甚至2臺(tái)機(jī)組合用一套小的抽氣裝置。江陰夏港電廠在這方面早