汽輪機凝汽器真空降低對射水抽氣器機組運行的影響分析
汽輪機凝汽器真空降低對射水抽氣器機組運行的影響分析
摘要：分析了解凝汽器真空降低對射水抽氣器機組運行的影響，針對射水抽氣器凝汽器真空下降的原因提出改進措施，以提高機組效率。
關(guān)鍵詞：凝汽器真空，機組運行，改進措施
凝汽器真空變化對汽機正常運行有著重要的影響，真空每降低1%，將使汽輪機的汽耗量平均增加1%—2%，使煤耗增加0.1%—0.15%，故控制好凝汽器真空，保證機組在最有利條件下運行有著重要的意義。
1、影響凝汽器工作的因素
1.1凝汽器中存在的空氣對凝汽器真空的影響
在凝汽器中，由于真空系統(tǒng)不能絕對嚴密而從外界漏入空氣，以及蒸汽中所含的不凝結(jié)氣體在凝結(jié)時被析出，會使冷卻水管表面形成一層空氣膜而降低了傳熱效果，影響蒸汽的冷卻放熱。在凝汽器中空氣含量越大，對蒸汽的放熱影響也越大。汽輪機排汽在凝結(jié)初期空氣含量相對很小，在蒸汽進入管束逐漸凝結(jié)的過程中，空氣含量相對不斷增加，使蒸汽放熱逐漸惡化。凝汽器中的全壓力是蒸汽分壓力與空氣分壓力組成的混合壓力，由于空氣分壓力的存在，凝汽器內(nèi)的絕對壓力升高，凝結(jié)水中的溶解氧增加，引起機組的經(jīng)濟效益降低，加快了機爐設備及管路的腐蝕速度。
1.2凝結(jié)水的過冷卻
汽輪機排汽在進入凝汽器時，因空氣含量極小，蒸汽在凝汽器中的熱交換過程可看作是純蒸汽與水之間的傳熱過程，當蒸汽放出氣化潛熱后，任保持其飽和溫度不變的狀態(tài)下凝結(jié)成水，所以凝結(jié)水的溫度在理論上存在的問題，凝結(jié)水的溫度低于凝汽器喉部壓力下的飽和溫度，這種現(xiàn)象稱為凝結(jié)水的過冷卻。過冷卻存在的原因有三：一是凝汽器銅管排列不好，缺乏回熱通道，管束布置太密，使得蒸汽在進入凝汽器時與冷卻水有充分的接觸機會。二是凝汽器內(nèi)積存空氣。凝汽器積存空氣，使凝汽器內(nèi)空氣分壓力升高，真空降低，排氣壓力升高，在冷卻水管表面上會形成傳熱效果不變的空氣膜而影響傳熱效果。在凝汽器熱負荷和冷卻水出口溫度不變的情況下，凝汽器端差是否增大，是判斷凝汽器內(nèi)是否積存空氣的重要依據(jù)。三是凝汽器內(nèi)凝結(jié)水位過高而導致過冷卻。
2、凝汽器真空下降的原因分析及對策
2.1真空急劇惡化的原因分析及對策
2.1.1循環(huán)水中斷
我廠射水抽氣器的水源是經(jīng)循環(huán)水泵出口門后的一個循環(huán)水分支，當發(fā)生廠用電中斷，循環(huán)水泵電機跳閘，循環(huán)水管爆裂等現(xiàn)象時，都可以導致循環(huán)水中斷，造成真空下降。為保證循環(huán)泵的正常運行和維持射水泵的正常運轉(zhuǎn)，在運行中應將1#、2#機組的循環(huán)水聯(lián)絡門處于開啟備用狀態(tài)，這樣當一臺機組的泵發(fā)生故障時，可用另一機組的循環(huán)泵作備用，此外，我廠每臺機組有兩臺射水抽氣器，提高了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。
2.1.2軸封供汽中斷
汽封壓力調(diào)整器失靈，汽封系統(tǒng)進水等，都可使軸封供汽中斷，這樣導致大量空氣漏入排汽缸，使凝汽器真空下降。此時應迅速將均勻箱的新汽入口門開啟少許，以保證汽缸信號管有少量蒸汽冒出。而汽封系統(tǒng)進水則應視具體情況酌情對待，嚴重時應打閘停機。2.1.3抽氣器故障
我廠抽氣器為射水抽氣器，當射水泵失壓或射水系統(tǒng)破裂，都將使抽氣器發(fā)生故障。此時要盡快切換備用泵，及時檢修，如系統(tǒng)管道故障，應視情況采取應急措施或停機處理。
2.1.4凝汽器故障
凝汽器管泄漏，凝結(jié)水故障或運行人員維護不當，都可以造成凝汽器滿水而導致真空下降。
2.1.5真空系統(tǒng)大量泄漏
由于真空系統(tǒng)管道或閥門零件破裂損壞，引起大量空氣漏入凝汽器，這時應盡快找出泄漏處，設法采取應急檢修措施堵漏，否則應停機檢修。
2.1.6冬季運行問題
在冬季運行，利用限制凝汽器冷卻水入口流量保持汽輪機排汽溫度，致使冷卻水流速過低而在凝汽器冷卻水出口管道上部形成氣囊，阻止冷卻水的排出。
對于上述問題，如處理不及時，將會迫使機組停機。因此要求在崗運行人員做到對每臺設備心中有數(shù)，迅速發(fā)現(xiàn)設備的故障點，確保安全、經(jīng)濟生產(chǎn)。
2.2真空緩慢下降經(jīng)常發(fā)生，一般對機組的安全運行威脅較小，而檢查原因卻較為困難。
2.2.1真空系統(tǒng)不平衡
這一故障通常表現(xiàn)為汽輪機同一負荷下的真空值比正常時低，并穩(wěn)定在某一真空值，隨著負荷的升高凝汽器真空反而升高。真空系統(tǒng)嚴密程度與泄漏程度可以通過定期的真空系統(tǒng)嚴密性試驗進行檢驗。若確認真空系統(tǒng)不嚴密，則要仔細地找出泄漏處，可用蠟燭或?qū)Ｓ玫臋z漏儀器檢測，并及時消除。
2.2.2凝汽器水位高
凝汽器水溫升高，往往是因為凝結(jié)水泵運行不正常或水泵有故障，使水泵負荷下降所致。必要時啟動備用水泵，將故障泵停下進行檢修。若檢查出凝結(jié)水硬度大或加熱器水位高。此時凝結(jié)水再循環(huán)門也能造成凝汽器水位高，應多方面綜合考慮。
2.2.3循環(huán)水量不足
相同負荷下（指排汽量相同），若凝汽器循環(huán)水出口溫度上升，即進出口溫度增大，說明凝汽器循環(huán)水量不足，應檢查循環(huán)水泵工作有無異狀，檢查循環(huán)水泵出口壓力，凝汽器水室入口水壓和循環(huán)水進口水位，檢查進口濾網(wǎng)有無堵塞。
2.2.4抽氣器工作不正常或效率降低
這種清下可看出凝汽器端差增大，主要檢查抽氣器的水壓是否正常，射水泵的工作電流，抽氣器真空系統(tǒng)嚴密性如何，有條件可試驗射水抽氣器的工作能力和效率。
2.2.5凝汽器銅管結(jié)垢
凝汽器銅管結(jié)垢，致使汽水熱交換效率低，端差增大，凝汽器真空降低。
另外由自然條件決定，且隨季節(jié)而變化。采用循環(huán)供水方式時，冷卻水溫度主要由大氣溫度及當?shù)卮髿庵邢鄬穸人鶝Q定，同時冷卻水系統(tǒng)運行得好壞，冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以及循環(huán)水的冷卻設備在運行中維護調(diào)整得好壞對冷卻水入口溫度也有較大影響。
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，才能做出準確分析判斷。當然也應了解真空降低對機組的影響，主要表現(xiàn)為以下幾個方面，蒸汽在凝汽器中的冷源損失增大，機組效率下降，機組出力減少。其二是真空降低，要維持機組負荷不變，需增加蒸汽流量，引起末級葉片可能過負荷，軸向推力增大，推力瓦溫度升高，嚴重時可能燒毀推力瓦。其三是凝汽器真空下降較大而排汽溫度上升較高時，將使排汽缸及低壓軸承座等部件受熱膨脹，引起機組中心偏移，可能發(fā)生振動。其四是由于排汽溫度升高，可能引起凝汽器冷卻水管脹口松動，破壞凝汽器冷卻水管嚴密性。其五是排汽的體積流量減少，對末級葉片工作不利。所以，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。 |
