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技術文章
汽輪機真空度不足的原因分析及預防措施
2017-03-30
汽輪機真空度不足的原因分析及預防措施

汽輪機真空度不足的原因分析及預防措施

 

  本文結合汽輪機組的運行經驗,對諸多電廠存在的凝汽器真空度不足的問題進行了較為全面、細致的分析,同時廣泛介紹了真空度不足的主要特征及查找方法,就如何提高真空度作了一些有益的探討。

  汽輪機真空度是汽輪發電機組一項重要的運行指標,機組運行的經濟性和安全性與真空系統的嚴密性密切相關。因此,在機組運行過程中應注意監視真空值,當真空只發生變化時,尤其是異常降低時,應對機組全面檢查,分析引起真空下降的原因,并選擇合理的解決方案。

1、凝汽器真空的經濟性分析

  根據熱力學知識,機組正常運行時,凝汽器內的排汽壓力可由與其對應的飽和蒸汽溫度來確定,飽和蒸汽溫度計算公式如下:

ts=tw1+δt+△t(1)

△t=tw2-tw1

  式中ts——凝汽器內排汽壓力相對應的飽和蒸汽溫度,即排汽溫度,℃;

  tw1——凝汽器進口循環冷卻水溫度,℃;

  tw2——凝汽器出口循環冷卻水溫度,℃;

  △t——循環冷卻水溫升,℃;

  δt——凝汽器傳熱端差,℃。

  由式(1)可知,凝汽器排汽溫度ts取決于凝汽器進口冷卻水溫tw1、冷卻水溫升△t和端差δt。又因凝汽器排汽壓力ps是排汽溫度ts的單值函數,所以有:

ps=θ(tw1,δt)(2)

  上式說明,各自變量的數值越小,凝汽器排汽壓力ps和排汽溫度ts也就越小,排汽壓力的降低,增大了蒸汽的理想焓降,使更多的熱能在汽輪機中轉變的機械能,同時釋放給循環水的冷源損失也相應地減小了,從而提高了機組運行的經濟性。

2、凝汽器真空下降的特征及原因分析

  當發現凝汽器真空偏低時,應對機組進行全面檢查,確定引起真空下降的原因,再采取相應的處理措施。

  汽輪機組真空度降低時,經常發生下面一些現象:①排汽溫度升高;②真空表指示降低;③機組出現振動。④凝結水含氧量上升;根據引起汽輪機凝汽器真空度下降的原因,大致可以分為內因和外因兩種。

  2.1、凝汽器真空度不足的內部原因

  2.1.1、后軸封供汽不足或中斷

  后軸封供汽不足或中斷,將導致不凝結氣體從外部漏入處于真空狀態的部位,*后泄漏到凝汽器中,過多的不凝結的氣體滯留在凝汽器中影響傳熱,凝結水過冷度增大,導致真空迅速下降。

  2.1.2、凝汽器水位升高或滿水

  凝汽器汽側空間水位過高引起真空下降的原因是:①凝汽器汽側空間水位升高后,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。②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。根據凝結水淹沒抽氣口的程度,開始真空降低緩慢,以后便迅速下降。

  2.1.3、低壓缸結合面泄漏

  原因主要有:①汽缸制造、檢修、安裝質量有問題,汽缸法蘭結合面不嚴或有殘余應力存在,機組投運后出現漏汽;②機組啟動、停止過程中加減負荷過快,汽缸夾層和法蘭加熱裝置使用不當。

  2.1.4、法蘭、焊縫泄露

  凝汽器匯集系統中的疏水和不凝結的氣體,與之相連的管道設備眾多,如出現法蘭接合面破損、閥門盤根不嚴密、水封不能建立、焊口開裂時,均會由這些部位漏入空氣,造成真空度下降。

  2.1.5、凝汽器水側泄漏

  凝汽器銅管泄漏,是凝汽器*常遇到的故障之一。凝汽器銅管泄漏,將使硬度很高的冷卻水進入凝汽器汽側,凝汽器水位升高,真空下降,此外還使凝結水質變壞,造成鍋爐和其它設備結垢和腐蝕。

  2.1.6、抽氣器或真空泵故障

  抽氣器工作不正常引起真空下降的特征有:循環水出口水溫與排汽溫度的差值增大;抽氣器排氣管向外冒水或冒蒸汽;凝結水過循環度增大。其原因有可能是冷卻器的冷卻水量不足;冷卻器內管板或隔板泄漏;噴嘴磨損或腐蝕,使抽氣器工作變壞;冷卻器水管破裂或管板上脹口松馳或疏水管不通,使抽氣器滿水,水從抽氣器排氣管噴出。發生上述情況,應迅速進行處理,啟動備用抽氣器或真空泵。

  2.1.7、凝汽器冷卻面結垢或腐蝕,傳熱惡化

  當凝汽器內銅管臟污結垢時,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。

  2.2、凝汽器真空度不足的外部原因

  2.2.1、循環水溫升高

  循環水溫度對真空的影響作用明顯,當循環水進口溫度升高時,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,降低蒸汽在汽機內部的焓降,使得凝汽器內真空下降。

  2.2.2、循環水中斷或不足

  循環水中斷會引起真空急劇下降,真空表指示回零。此時應迅速卸掉汽輪機負荷緊急停機。循環水量不足的主要特征是:真空逐步下降;循環水出口和入口溫差增大。主要原因有循環水泵出力不足、凝汽器換熱管堵塞、循環水出水管路堵塞。

  2.2.3、凝汽器熱負荷過高

  機組本體及管道等多處疏水均接入凝汽器,疏水閥門不嚴密會造成蒸汽漏入凝汽器,增加凝汽器換熱強度,當循環冷卻水量一定或不足時,導致凝汽器真空度下降。

3、凝汽器真空下降的預防措施

  1、對凝汽器的汽水、水封設備的運行加強監視分析,防止水封設備損壞或水封頭失水漏空氣。

  2、加強對循環水供水設備的維護工作,確保循環水設備的正常運行。對冷卻水流量和流速進行合理調整。

  3、提高抽氣器工作性能,加強對凝結水泵及射水泵、射水泵抽氣器、維護工作,確保其正常運行。

  4、軸封供汽壓力自動、凝汽器水位自動要可靠投用,并加強對凝汽器水位和軸封汽壓力的監視。

  5、低真空保護裝置應投入運行,整定值應符合設計要求,不得任意改變報警、停機的整定值。

  6、對凝汽器的汽水、水封設備的運行加強監視分析,防止水封設備損壞或水封頭失水漏空氣。

  7、汽水系統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。

  8、堅持定期進行汽輪機真空嚴密性試驗,監視真空系統嚴密程度。

  9、加強運行管理,對各參數定時記錄,以便分析比較。


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