摘 要： 大唐雞西熱電有限責任公司#1、#2汽輪機為哈爾濱汽輪機公司生產(chǎn)的C100/N125—13.24/535/535/0.245型汽輪機，機組在試運及投產(chǎn)初期存在凝結(jié)水含氧量大難題。凝結(jié)水含氧量大是導致低壓換熱器銅管腐蝕、凝結(jié)水系統(tǒng)管道閥門腐蝕嚴重以致降低設備壽命的重要原因，對機組安全、經(jīng)濟、穩(wěn)定生產(chǎn)極為不利。公司成立了專業(yè)攻關(guān)組，經(jīng)分析、檢查、試驗、改造，成功地解決了生產(chǎn)難題。

關(guān)鍵詞：凝結(jié)水 溶氧量 診斷 改造

中圖分類號：TK264.1 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2016）07-0295-01

大唐雞西熱電有限責任公司#1、#2汽輪機為哈爾濱汽輪機公司生產(chǎn)的C100/N125—13.24/535/535/0.245型汽輪機，機組在試運及投產(chǎn)初期存在凝結(jié)水含氧量大難題。凝結(jié)水含氧量大是導致低壓換熱器銅管腐蝕、凝結(jié)水系統(tǒng)管道閥門腐蝕嚴重以致降低設備壽命的重要原因，故大型火力發(fā)電公司對凝結(jié)水要求非常嚴格。公司機組為超高壓機組，按規(guī)定凝結(jié)水含氧量應≤40μg/l，而公司#1、2機組自投產(chǎn)以來，凝結(jié)水含氧量一直都在500μg/l以上。凝結(jié)水含氧量居高不下，長此以往，將使凝結(jié)水泵、軸封冷卻器、軸封加熱器、低壓加熱器等設備及管道受到嚴重氧化腐蝕，以致降低設備使用壽命，對機組安全、經(jīng)濟、穩(wěn)定生產(chǎn)極為不利，必須盡快加以解決。

一、凝結(jié)水含氧量大現(xiàn)狀分析

造成凝結(jié)水含氧量大的原因很多，經(jīng)結(jié)合實際、深入分析，專業(yè)技術(shù)攻關(guān)小組認為，造成我公司新機組凝結(jié)水含氧量大的原因主要有以下幾個方面：

1.真空系統(tǒng)嚴密性不合格，有空氣進入凝汽器

凝汽器的空氣來源有二：一是由新蒸汽帶入汽輪機的，由于鍋爐給水經(jīng)過除氧（正常情況下小于7μg/l），這項來源極少；二是處于真空系統(tǒng)狀態(tài)下的低壓各級與相應的回熱系統(tǒng)、排汽缸、凝汽設備等的不嚴密處漏入的，這是空氣的主要來源。

為了監(jiān)視真空系統(tǒng)的嚴密情況，凝汽器在運行中，一般每星期要進行一次真空嚴密性試驗。試驗方法是：在汽輪機負荷為額定負荷的80%—100%的情況下，關(guān)閉抽氣器抽氣管電動閥門（射水泵及射水抽氣器仍需繼續(xù)運行），此時監(jiān)視凝汽器真空下降的速度。若下降速度小于266.66Pa/min（2毫米水銀柱/分），則可認為該真空系統(tǒng)的嚴密性是良好的；小于400Pa/min（3毫米水銀柱/分）可認為合格；近于666.66Pa/min（5毫米水銀柱/分）的下降速度，則說明真空系統(tǒng)有較嚴重的漏氣情況，必須進行檢查并設法消除。

公司#1新機曾做過一次真空系統(tǒng)嚴密性試驗，在抽氣器抽氣管電動門關(guān)閉后，第一分鐘內(nèi)，凝汽器真空下降速度1000Pa/min；第二分鐘內(nèi)，凝汽器真空下降速度980Pa/min；第三分鐘內(nèi)，凝汽器真空下降速度880 Pa/min。#2機也曾做了一次真空嚴密性試驗，試驗時射水抽氣器空氣電動門關(guān)閉后，1分鐘內(nèi)，凝汽器真空由-93.045kPa降至-91.672kPa，以至試驗無法進行下去。做機組真空嚴密性試驗時，凝汽器真空下降速度均超過5毫米水銀柱/分，這說明#1、#2機組真空系統(tǒng)都存在嚴重漏泄問題。

當真空系統(tǒng)嚴密性不合格漏氣增加時，凝汽器內(nèi)空氣的分壓力就會增加。由于空氣的溶解度與其分壓力成正比，由此造成更多的空氣溶解于水中，使凝結(jié)水含氧量增加。

2.凝結(jié)水過冷度大

從理論上講，汽輪機排汽是在飽和狀態(tài)下凝結(jié)的，其凝結(jié)水溫度應等于排汽壓力下的飽和溫度（即凝結(jié)水溫度應等于排汽溫度）。但實際上由于凝汽器構(gòu)造和運行中的汽阻等因素，而使凝結(jié)水的溫度總是低于排汽溫度。凝結(jié)水溫度與排汽溫度之差值稱為凝結(jié)水過冷度。

凝結(jié)水過冷度過大，凝結(jié)水達不到排汽壓力下的飽和溫度，也就無法正常進行熱力除氧，自然就會使凝結(jié)水中的含氧量增加。

凝結(jié)水產(chǎn)生過冷度的主要原因如下：1）凝結(jié)水水位過高，淹沒了一部分銅管，冷卻水帶走了一部分凝結(jié)水的熱量；2）空氣漏入凝汽器降低傳熱效果或抽氣器工作不正常；3）冷卻水流量過大；4）凝汽器的管束排列結(jié)構(gòu)不合理等。

減少凝結(jié)水過冷度主要措施有：1）運行中嚴密監(jiān)視凝汽器水位，不使其過高；2）密切注意和保持真空系統(tǒng)嚴密性；3）確保抽汽器工作正常；4）運行方式不合理時應及時調(diào)整；5）對凝汽器結(jié)構(gòu)不合理之處要進行改造

3.凝汽器補水量大

一段時期，由于公司鍋爐排污量大，凝汽器補水量隨之增大，補水量一般為30t/h左右。公司凝汽器的補水為化學來的除鹽水，除鹽水溫度低，含氧大（1000μg/l以上），如凝汽器大量補水，含氧量大的除鹽水進入凝結(jié)水中，自然造成凝結(jié)水含氧量大。

4.真空除氧裝置沒有發(fā)揮應有的作用

大功率汽輪機凝汽器的熱水井內(nèi)均設有真空除氧裝置，如圖1所示。來自管束側(cè)面通道中的蒸汽直接和托盤4內(nèi)的凝結(jié)水接觸，將凝結(jié)水加熱到與該處壓力相對應的飽和溫度，使凝結(jié)水中溶解的氣體大為減少。淋水盤的左右兩翼開有許多小孔，凝結(jié)水自小孔成水柱流下，擊濺在濺水角鋼5上，散碎成小水珠，使水的表面積增大，溶解在水中的氣體得以迅速逸出。托盤和熱井側(cè)面之間有小通道，運行中部分蒸汽由此進入除氧區(qū)，掠過濺水角鋼及淋水盤下部，將水珠加熱，使凝結(jié)水中的溶解氣體進一步析出。析出的氣體由排氣管2引至空氣冷卻區(qū)，最后經(jīng)抽氣口抽出。

真空除氧裝置與除氧器除氧原理一樣，同屬于熱力除氧。從上述真空除氧原理和過程看，真空除氧是需要一定條件的，如果條件不能滿足，就不可能很好地發(fā)揮除氧作用。如果真空除氧裝置不能發(fā)揮作用，含氧量自然增大。

二、真空除氧裝置檢查情況

專業(yè)攻關(guān)組利用#1機正處于備用狀態(tài)的時機，打開凝汽器熱水井人孔門進行真空除氧裝置檢查發(fā)現(xiàn)：按平時機組運行所保持的凝汽器水位，濺水角鋼5及淋水盤3全部淹沒在水中，如果水位再高一些，連托盤4和空氣管2都淹沒了，這表明，在以前的機組運行中，真空除氧裝置根本無法正常發(fā)揮作用。

三、對比性試驗

專業(yè)攻關(guān)組設計了兩組對比性試驗。#2新機運行中，凝結(jié)水含氧量500μg/l以上，凝結(jié)水過冷度3℃～4℃，凝汽器補水量20t/h左右。第一組試驗全部停止了凝汽器補水，凝結(jié)水含氧量最低降至412.7μg/l。第一組試驗先將凝汽器水位由1100mm逐漸降至800mm左右，凝結(jié)水含氧量降至398.1μg/l，此時凝結(jié)水過冷度逐漸減小直至凝結(jié)水溫度高于排汽溫度；又將凝汽器水位逐漸降至500mm左右，這時凝結(jié)水含氧量降至314μg/l左右；最后，我們又將凝汽器水位逐漸降至100mm左右，這時凝結(jié)水含氧量降至250μg/l左右。

四、凝結(jié)水含氧量大故障診斷

專業(yè)攻關(guān)組經(jīng)分析、檢查、試驗，對#1、#2汽輪機凝汽器凝結(jié)水含氧量大故障診斷如下：雖然凝結(jié)水過冷度大、真空系統(tǒng)嚴密性不佳、凝汽器補水量大都有不同程度的影響，但造成公司凝結(jié)水含氧量大的最主要的原因還是真空除氧裝置沒有發(fā)揮應有的作用。

五、解決凝結(jié)水含氧量大所采取的措施

公司針對凝結(jié)水含氧量大采取了三項措施：一是利用停機機會，將凝汽器水位差壓形成器零點下移500mm（如圖1由B點移至C點），以便更好地監(jiān)視凝汽器CRT水位；二是運行中保持凝汽器低水位運行，盡可能讓真空除氧裝置更好地發(fā)揮作用。三是對真空系統(tǒng)進行漏點排查與改造，提高真空系統(tǒng)嚴密性。

六、改造后效果

#2機系統(tǒng)改造前后凝結(jié)水含氧量對比情況如表1：

由表1對比數(shù)據(jù)可以看出，改造后凝結(jié)水含氧量比改造前明顯下降。從10月10日-11月5日數(shù)據(jù)來看，凝結(jié)水含氧量指標已達到了合格標準，這說明，凝結(jié)水含氧量大的技術(shù)難題已經(jīng)得到了有效的解決。

作者簡介：鄭勇（1969—），男，大學?？?，助理工程師，大唐雞西熱電有限責任公司管理支部書記、人資部副主任，主要研究汽機運行及成人教培。