射水抽氣器特點?如何解決倒吸原因及處理方案？
汽輪機(jī)凝汽器維持真空的主要設(shè)備是射水抽氣器，但由于抽氣逆止閥往往受到環(huán)境影響而腐蝕，出現(xiàn)射水抽氣器倒吸，導(dǎo)致凝結(jié)水水質(zhì)超標(biāo)等。如何解決這種現(xiàn)象及解決方法?
射水抽氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、抽吸氣體能力大、  不需另設(shè)啟動抽氣器啟動運行方便，廣泛應(yīng)用在小容量汽輪發(fā)電機(jī)組中機(jī)組運行時用射水抽氣系統(tǒng)抽出凝汽器及真空系統(tǒng)中漏人的不凝結(jié)氣體,同時維持凝汽器的真空,對機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運行起著重要作用。
山東光明熱電股份有限公司3號汽輪發(fā)電機(jī)組為南汽生產(chǎn)的12MW抽凝式機(jī)組，采用射水抽氣器來維持凝汽器真空。由于使用礦井水作為冷卻介質(zhì),水質(zhì)為高堿高硬水。夏季運行時，射水抽氣器系統(tǒng)補(bǔ)水溫度高,加之系統(tǒng)設(shè)計不合理，導(dǎo)致射水抽氣器抽吸能力下降，在機(jī)組負(fù)荷波動過大及停機(jī)時易造成凝汽器倒吸,導(dǎo)致凝結(jié)水水質(zhì)超標(biāo),影響機(jī)組運行。
倒吸原因及分析
1.射水抽氣器主要技術(shù)參數(shù)
射水抽氣器型號CS12-2,抽吸壓力0.004MPa,工作水溫20C，抽氣量6kgh,工作水量140th,揚程39m。
2.影響抽氣器效果的因素
1)工作水溫的影響。夏季由于射水抽氣器補(bǔ)水(凝汽器循環(huán)水)溫度高,在30-35C,抽氣系統(tǒng)工作時,抽出的不凝結(jié)氣體溫度在40-50C,射水箱散熱較差，隨著運行時間增加,抽出的高溫汽與空氣混合物使工作水溫不斷升高(達(dá)到40C),遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出設(shè)計工作水溫根據(jù)水飽和溫度同飽和壓力的對應(yīng)關(guān)系，工作水溫高,其能建立的真空度就低,抽吸能力就減小，反之亦然。當(dāng)工作水溫>30C時，每升高5c,吸人室的壓力約提高1.97kPa由于射水溫度高于射水抽氣器喉部壓力所對應(yīng)的飽和溫度,使得部分水汽化，體積膨脹,工作水流量下降,抽氣器吸人室壓力升高，抽吸能力下降，在機(jī)組負(fù)荷突變時會造成倒吸現(xiàn)象。
2)水質(zhì)的影響。由于補(bǔ)水水質(zhì)為高堿高硬水(堿度6.5mmol/L,硬度I5 mmol/L),射水箱容積小，且射水系統(tǒng)與循環(huán)冷卻水運行條件的差異,水溫高,水的滯留時間長,阻垢劑阻垢效果降低,導(dǎo)致系統(tǒng)結(jié)垢傾向大。容易造成抽氣器逆止門、濾水器濾網(wǎng)，管道，射水泵葉輪等處結(jié)垢，直接結(jié)果是射水泵出力降低，表現(xiàn)在出口壓力的降低，進(jìn)而改變了整個系統(tǒng)的工作狀況。
3)射水抽氣器逆止閥不嚴(yán)，為防止射水泵事故狀態(tài)供水壓力降低導(dǎo)致噴嘴的工作水吸人凝汽器中，在射水抽氣器的氣汽混合物人口裝有逆止閥，逆止閥處在潮濕和含氧環(huán)境下，常因腐蝕發(fā)生卡澀和脫落事故，很難起到作用。
以上原因的綜合作用，使射水抽氣器的抽吸能力大幅下降，當(dāng)機(jī)組負(fù)荷突降(如機(jī)組甩負(fù)荷、鍋爐負(fù)荷突降、各種狀態(tài)停機(jī)等),進(jìn)汽量大幅降低凝汽量降低,循環(huán)水量不變,蒸汽過冷卻，會出現(xiàn)凝汽器壓力低于射水抽氣器壓力，由于射水抽氣器逆止閥不嚴(yán)，導(dǎo)致倒吸，污染凝結(jié)水給水,造成鍋爐水質(zhì)異常。
解決方案
1.處理方案
1)從提高射水抽氣器抽吸能力出發(fā)對抽 氣系統(tǒng)進(jìn)行酸洗，從降低結(jié)垢及水溫的角度出發(fā),將其循環(huán)系統(tǒng)由閉式循環(huán)改為開式循環(huán)，自循環(huán)泵出口接一管路至射水泵人口,抽氣器出水有兩種選擇。一是回至冷卻塔,此種方式經(jīng)現(xiàn)場調(diào)研不可行，原因循環(huán)水池與射水抽氣器距離遠(yuǎn)且冷卻塔地勢比射水箱處高，無法自流到冷卻塔。二是回至循環(huán)泉人口,此方法可行但由于抽氣器出水為汽水混合物，回至循環(huán)泵人口會造成循環(huán)泵的嚴(yán)重氣蝕,亦不可取。
2)從防上倒吸的角度出發(fā).將空氣管布置成具有-定高度的倒U形彎，防止差質(zhì)水和空氣經(jīng)射水抽氣器倒流入凝汽器。倒U形管高度的計算,射水抽氣器后的氣水混合物的密度即混合室、射出的水流和其所卷吸攜帶的空氣所組成的混合物密度，般為800-850 kg/m',凝汽器按絕對真空計,射水泵突停不返水的水柱高度是12.86m。因此在抽氣管上加裝13m長倒U形管，能有效防止射水抽氣器的氣水混合物返回凝氣器影響凝結(jié)水質(zhì)的問題。
2.方案實施
在凝汽器抽氣總管開口,用與抽氣總管相同管徑DN200的鋼管焊接倒U形管管道采用全部焊接,不采用法蘭連接,以防漏氣。同時根據(jù)現(xiàn)場實際情況盡量減少彎頭，降低系統(tǒng)阻力,系統(tǒng)圖見圖2。
3.輔助措施
改造補(bǔ)水口降水溫。對于射水抽氣器,因在工作時不斷消耗射水泵的功率,以及有蒸汽隨同空氣被抽人，且射水箱設(shè)計容量偏小,水量置換慢,工作水溫將不斷升高。因而在實際工作時,需要排去部分工作水,補(bǔ)充部分溫度較低的補(bǔ)給水。射水箱的設(shè)計是否合理關(guān)系到射水抽氣器的效率。原系統(tǒng)補(bǔ)水與排污雖在箱體兩側(cè)但由于高度差低，只有200mm。補(bǔ)人的低溫水未完全擴(kuò)散至泵的人口，既隨排污流去，降溫效果差。通過在射水箱加裝隔墻使之成為兩格,射水抽氣器排水和射水泵吸水管分別布置在射水箱兩格中，使兩者隔離間距加大，防止射水抽氣器排水直接流向射水泵人口,溢流管沒在隔墻以上,有利于水中的氣體分離排放。補(bǔ)水口設(shè)在射水泵人口管,有利于系統(tǒng)降溫,從而降低系統(tǒng)的結(jié)垢傾向,提高了抽吸能力。
取消射水泵出口逆止閥。射水泵的出口設(shè)逆止閥，主要防止停泵或故障時介質(zhì)倒流使轉(zhuǎn)子倒轉(zhuǎn)造成損壞。但就射水抽氣系統(tǒng)而言，水由射水泵從射水箱中抽出升壓送至射水抽氣器后返回射水箱，射水泵故障時水無倒流動力,設(shè)逆止閥無實際意義。取消逆止閥后,降低了水循環(huán)的阻力，射水抽氣器的壓差增大,提高了抽氣器抽吸能力。
效果分析：
凝汽器采用倒U形普，并對管道進(jìn)行酸洗和改造補(bǔ)水系統(tǒng)，當(dāng)機(jī)組負(fù)荷突降(如機(jī)組甩負(fù)荷鍋爐負(fù)荷突降、各種狀態(tài)停機(jī)等),保證不會出現(xiàn)倒吸間題。
采用倒U形管.可有效避免凝結(jié)水污染，每次開停機(jī)威少外排凝結(jié)水量100t,同時鍋爐給水水質(zhì)得到保證，鋼爐排污量每次降低150t,以每噸除鹽水10元計,每年機(jī)組啟停3次，每年可節(jié)省7500元。
系統(tǒng)改造后減輕了系統(tǒng)結(jié)垢傾向，由于工作水溫降低,射水抽氣器抽吸能力提高,凝汽器真空度提高2%。真空每提高1%，汽耗降低1-1.5%,進(jìn)汽量平均在80uh,以每年夏季運行100天計，可節(jié)約蒸汽3840,以每噸蒸汽40元利潤計,每年夏季利潤增加15.36萬元。
射水抽氣器采用倒U形管的改造簡單易行，同時輔以防止結(jié)垢的措施如酸洗和改造補(bǔ)水排污系統(tǒng)，能有效提高射水抽氣器的抽吸效果,進(jìn)而提高凝汽器真空,可改善中小型供熱機(jī)組射水抽氣系統(tǒng)的缺陷情況。 |
