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技術文章
對于凝汽式汽輪機真空度不高的處理
2017-04-07
對于凝汽式汽輪機真空度不高的處理

對于凝汽式汽輪機真空度不高的處理

 

  凝汽器的工作特性主要以凝汽器的真空來衡量,關系到汽輪機能否安全有效的運行,也關系到汽輪機的運行經濟性。凝汽器的真空減少會導致汽輪機的汽耗相應地提高。本文詳細論述了凝汽式汽輪機真空的影響因素,探討了提高機組真空度的對策,并綜合分析得出經驗和結論,對提高發電效率,節約能源有重要的指導作用。

  汽器的真空作為指標來衡量,其工作性能的好壞直接關系到汽輪機能否安全有效的運行,也關系到汽輪機的運行經濟性。凝汽式汽輪機產生真空的原因有以下幾個方面:一是依靠汽輪機排氣在凝汽器內迅速凝結成水,體積急劇縮小而形成的;二是依靠射水抽汽器連續抽出凝汽器內的不凝結氣體。

  根據目前凝汽器的運行經驗可知,凝汽器的真空減少會導致汽輪機的汽耗相應地提高;隨著凝汽器真空的下降,不僅會導致排汽缸溫度提高,引起汽輪機軸承中心發生移位,當凝汽器真空過低時還會引起汽輪機組發生強烈振動而損害設備。此外,當凝汽器真空發生下降時,需要提高蒸汽流量來保證機組正常運行,但蒸汽流量的提高會使軸向推力增大,讓軸承負荷超標而導致汽輪機出現異常。因此,針對影響凝汽式汽輪機真空度的因素,探討提高機組真空度的對策非常重要。

1、影響真空度主要因素

  1.1、真空系統

  當真空系統密閉性不夠,漏氣時,將會降低真空度。

  1.2、循環水系統

  1.2.1、凝汽器的端差

  凝汽器的端差是指凝汽器冷卻水的出口溫度與在凝汽器壓力下的飽和水蒸氣溫度之差,凝汽器的端差在一定程度上能顯示凝汽器換熱狀態。同等條件下,凝汽器的端差升高,表明凝汽器傳熱管內側表面臟污,或者凝汽器汽側出現了較多的空氣阻止了傳熱管發生熱量交換。

  1.2.2、冷卻水進口溫度

  冷卻水進口水溫越低,凝汽器的排汽溫度就會越低,真空度相應就會越高。

  1.3、凝汽器鋼管結垢

  當鋼管內結有較厚的硬垢時,凝汽器鋼管整體傳熱系數下降。凝汽器的換熱系數為:

對于凝汽式汽輪機真空度不高的處理

  式中1/α1、δ/λ2以及1/α3分別為三個換熱的熱阻,且有1/α1<δ/λ2<1/α3。K 值越大,則凝汽器內的傳熱性越好,凝汽器的真空也會相應提高;另外,凝汽器的真空下降時,汽輪機的有效焓降將會減少,*終導致汽輪機不能正常工作且安全系數降低。

  1.4、抽氣器異常

  當抽氣器的水量不足或過多、工作水壓力過低都會直接影響抽氣器的正常運行,而進一步導致凝汽器真空度的下降。這是因為對一定的抽氣壓力的抽氣器而言,工作水量不足,吸入室的壓力將會升高,而工作水量過多時,在擴壓管將會出現排水堵塞而導致吸入室壓力增加,另外,工作水壓力越低,抽氣量越少,抽氣器的抽吸能力都會受到影響而不能正常工作,*終導致真空度的下降。

  1.5、汽輪機的軸封供汽系統

  當汽輪機組的壓缸軸封供汽體系設計不當,將會嚴重影響到低壓缸的正常運行,導致其軸封供汽量嚴重不足,凝汽器將會從低壓軸封漏入大量空氣,從而使得系統真空度減少。

  1.6、其他原因

  其他原因主要還有凝結水泵漏氣,回熱系統設計不合理,凝汽器的超水位運行,循環水加藥、排污不當等等因素,都會影響到凝汽器的真空度。此外,與凝汽器汽側相通的有關閥門出現異常或者運行時關閉不嚴,運行時低壓加熱器系統是未到達設計時的使用要求,都會使凝汽器熱負荷過重,導致凝汽器真空度下降。

2、提高真空度措施

  2.1 做好真空系統排查工作

  凝汽器漏入空氣有以下幾種途徑:一方面空氣隨蒸汽帶入凝汽器,另一方面真空系統密閉不嚴處漏入。一般來說,前者漏入量很少,不到總量的10%,因此,主要是由于真空系統密閉不當造成的,不嚴密的地方可能由低壓氣缸、向空排氣、汽軸封的管道以及凝汽器自身等。因此,真空系統排查的主要包括有:凝汽器喉部與低壓汽缸排汽管聯接焊縫,低壓汽缸結合面以及兩端汽封,處于負壓狀態下工作的有關法蘭、閥門,中、低壓缸之間連通管的法蘭連接處等位置。排查方法:當蠟燭靠近漏點時,火焰將會被拉長。

  2.2、經濟調節循環水

  當其他條件不變時,增大冷水用量,冷卻水的溫升必然減小。冷卻水量是否足夠可由冷卻水溫升來顯示。其溫差過大,應相應增大冷卻水用量。不過冷卻水量的增加雖能提高系統的真空度,但循環水泵的耗電量也將增大,因此需要通過試驗來確定其佳用水量來保證其真空度的同時有具有經濟性。

  2.3、清除各處污垢

  結垢可使凝汽器冷卻管內的阻力損失增大,清除污垢,即強化傳熱。

  判斷冷卻面是否結垢:與冷卻面潔凈時的運行數據作比較。清除方法:初期的結垢較松,污泥多,可用干洗法,利用汽輪機日開夜停的規律,選除氧器的熱水灌滿凝汽器的汽側,冷卻管內用風機吹干,可使泥垢發生龜裂后,然后用冷水沖掉。當發現凝汽器冷卻銅管結有硬垢時,則可用酸處理。水垢的成分為碳酸鹽、硫酸鹽、硅酸鹽、污泥等,可選用的有機酸(氨基磺酸,體積濃度為5%左右)進行清洗,那么清洗結束后用高位冷卻塔水源大流量反沖洗,加工業磷酸三鈉藥劑,循環中和后排放。凝汽器清洗后可有效提高傳熱系數,安全性及經濟性也大為提高。此外,選用水質較優的循環水,也是防止凝汽器管結垢的重點。當循環水藻類,細菌過多時,應及時投加殺菌劑,防止微生物聚集生長。

  2.4、合理控制射汽抽氣器工作

  當射汽抽氣器的噴嘴堵住時,應開一組備用射汽抽氣器,檢查將停用的射汽抽氣器噴嘴;如射汽抽氣器工作蒸汽壓力低,應提高工作蒸汽壓力。同時,應當采用合理的抽氣器工作水流量和壓力,以保證抽氣器正常運行。

  2.5、其他

  另外還需排查大氣安全閥是否斷水;凝汽器水位計泄漏。及時調整軸封進汽量及壓力等,以免當負荷降低時造成真空降落。

3、結束語

  當機組在運行過程中出現真空下降趨勢,首先排查真空系統是否有漏氣點、大氣安全閥水封是否缺水、汽封壓力是否過低,然后檢查抽氣器是否正常工作、各處是否有污垢等,*后根據排查的具體原因采用相應的措施進行處理,以求使凝汽器的真空恢復,提高機組運行安全性、高效性和經濟性。解決好凝汽器的真空度問題,使其一直維持在較高的水準,才能節約能源、提高效率,實現經濟效益


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