周吉文

【摘 要】文章根據(jù)英力特英化熱電150 MW機組運行中的具體情況，對影響機組真空的因素進行分析，結(jié)合運行及測得數(shù)據(jù)，從凝汽器的運行情況、真空的形成、系統(tǒng)漏入空氣的來源、真空系統(tǒng)嚴(yán)密性、循環(huán)水系統(tǒng)、疏水系統(tǒng)及凝汽器銅管清潔度等方面分析討論汽輪機真空偏低的原因，并進一步提出凝汽器真空的具體建議，并對真空嚴(yán)密性作深入研討。

【關(guān)鍵詞】汽輪機;凝汽器;真空;嚴(yán)密性

【中圖分類號】TK264.14 【文獻標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674-0688（2018）12-0103-02

在火電廠凝汽式機組正常運行的參數(shù)中，真空情況的好壞是火電廠安全、經(jīng)濟、高效運行的重要指標(biāo)之一。當(dāng)真空上升1 kPa，機組供電煤耗會下降2.5 kg/kW·h，因此，采取措施提高凝汽器的真空，其節(jié)能潛力很大。本廠汽輪機為哈爾濱汽輪機有限責(zé)任公司生產(chǎn)的N150/C135—13.24/535/535/0.981型超高壓、雙缸、中間再熱、單軸、雙分流、單抽可調(diào)、凝汽式汽輪機。英化熱電150 MW機組自投產(chǎn)后，機組真空偏低，影響機組經(jīng)濟性，對此，公司通過分析研究和采取相應(yīng)治理措施解決了機組真空偏低問題。解決真空偏低問題主要從提高真空系統(tǒng)的嚴(yán)密性、優(yōu)化汽輪機本體疏水系統(tǒng)、減少進入凝汽器的漏氣量、嚴(yán)格控制汽水品質(zhì)、保持凝汽的清潔程度等方面入手。

1 影響凝汽器真空的因素分析

凝汽器的冷卻效果與換熱管的型式、布置方式、汽輪機排汽量，漏入的不凝結(jié)氣體有關(guān)，凝汽器排汽溫度越高，排汽壓力越高，真空值越低。凝汽器傳熱端差δt為凝汽器內(nèi)蒸汽凝結(jié)溫度ts與冷卻水出口處溫度tw2之差，即δt=ts-tw2。所以主凝結(jié)區(qū)的蒸汽凝結(jié)溫度為ts=tw1+δt+δt。冷卻水入口溫度tw1主要取決于電廠所在地的氣候和季節(jié)。冬季tw1低，ts也低，真空高;夏季tw1高，ts也高，真空低。用冷水塔時，tw1還取決于冷水塔的冷卻效果。冷卻水溫升幅δt與循環(huán)倍率m有關(guān)。m越大，δt越小，真空越高。但m越大時，循環(huán)水泵及電動機容量越大，循環(huán)水管越粗，末級葉片因排汽比容增大而增長，電廠投資增加，故設(shè)計時應(yīng)選擇恰當(dāng)?shù)膍值，一般m為50～120。凝汽器傳熱端差δt主要受傳熱系數(shù)k的影響。k越大δt越小，ts越小，真空越高，且影響k的因素，都將影響δt，從而都將影響ts與pc。

循環(huán)水冷卻水量、冷卻水溫、抽汽系統(tǒng)運行狀況及能力等，在設(shè)計制造環(huán)節(jié)中已確定，而循環(huán)水溫則受氣候和環(huán)境因素影響，管道結(jié)垢、漏空氣、循環(huán)水量則受安裝運行的影響。真空問題是一個較復(fù)雜的問題，即使避開設(shè)計、制造原因，它與運行調(diào)整和檢修維護也有直接關(guān)系。下面我們就熱力疏水系統(tǒng)、凝汽器清潔度及真空系統(tǒng)嚴(yán)密性對真空的影響進行分析。

1.1 熱力疏水系統(tǒng)

英化熱電機組的主再熱蒸汽、汽機本體疏水管及各段抽汽管路的疏水管按壓力高低不同分別進入高低壓疏水?dāng)U容器，經(jīng)擴容降壓后進入凝汽器內(nèi)。正常運行中管道疏水閥泄漏，雖然經(jīng)擴容器減溫減壓后才排入凝汽器，但也增加了凝汽器的熱負荷。如果擴容器壓力調(diào)整不好，有可能使空氣漏入凝汽器，其放熱造成凝汽器熱負荷增加，真空降低。

解決辦法：加強對回?zé)岢槠到y(tǒng)的運行監(jiān)視和對疏水閥檢修維護，減少泄漏量。軸封間隙要調(diào)整適當(dāng)，運行時加強對軸封壓力的調(diào)整，要做好回?zé)岢槠到y(tǒng)所有閥門的裝前檢修工作，盡量使機組按設(shè)計要求運行。完善、改進熱力疏水系統(tǒng)，減少疏水?dāng)U容器連接排放點。運行人員加強對疏水?dāng)U容器的檢查，使之保持一定的壓力，避免壓力高時漏入凝汽器的蒸汽量增加，壓力低時空氣漏入凝汽器。通過對上述系統(tǒng)的查漏，消除漏點后機組真空提高了1 kPa。

1.2 凝汽器銅管清潔度

凝汽器是由許多銅管組成的管式熱交換器，銅管內(nèi)流過冷卻水，管外流過汽輪機排汽，由于冷卻水污染變臟不可避免，因此凝汽器冷卻面臟污是凝汽設(shè)備工作惡化、換熱效率降低導(dǎo)致真空降低的最常見原因。

英化熱電廠循環(huán)水采用閉式循環(huán)，使水中的泥沙、有機物及雜物成了外部主要的污染源。因此，采用凝汽器膠球清洗裝置是非常重要的。我廠機組膠球系統(tǒng)因設(shè)備原因，長期不能正常投運，造成凝汽器無法在運行中清洗，嚴(yán)重影響機組安全、經(jīng)濟運行。經(jīng)過檢查確認，膠球系統(tǒng)存在膠球收球網(wǎng)網(wǎng)板松動、網(wǎng)板關(guān)不到位、網(wǎng)板積存雜物等問題，造成膠球無法正常運行。根據(jù)存在的問題，在機組小修時進行檢修處理，從而實現(xiàn)系統(tǒng)的正常自動運行。膠球收球率在95%以上，凝汽器在線清洗效果良好，達到了優(yōu)良，提高了機組運行的經(jīng)濟性。

1.3 真空系統(tǒng)漏氣量的影響

機組真空系統(tǒng)涉及循環(huán)水系統(tǒng)、軸封系統(tǒng)、疏水系統(tǒng)、凝結(jié)水系統(tǒng)、抽真空系統(tǒng)，系統(tǒng)范圍大，若真空系統(tǒng)漏入不凝結(jié)氣體，抽真空排氣設(shè)備不能有效將氣體從真空系統(tǒng)中抽出，不凝結(jié)氣體會在凝汽器換熱管表面形成氣阻，增大熱阻，造成凝汽器冷卻效果大大降低，影響機組真空度降低，增加了機組能耗。因此，為了監(jiān)視真空系統(tǒng)的嚴(yán)密情況，凝汽器在運行中一般每月要進行1次真空降落的嚴(yán)密性實驗。我廠機組投運后，#1、#2機的真空嚴(yán)密性試驗始終不合格。#1、#2機凝汽器中的凝結(jié)水含氧量始終高，說明通往凝汽器的各疏水管、補水管、排汽管等真空系統(tǒng)有可能存在漏空氣。真空系統(tǒng)嚴(yán)密性可以從質(zhì)和量兩個方面確定。嚴(yán)密性在質(zhì)方面可以通過在機組運行時停運真空泵，計算真空泵停運期間真空每分鐘下降的速率，通過真空下降速率衡量真空系統(tǒng)的嚴(yán)密性。在凝汽器冷卻條件不變的條件下，真空下降的速率與漏入真空系統(tǒng)的不凝結(jié)氣體量成線性關(guān)系，對于150 MW以上汽輪機組，真空下降速率在0.27 kPa/min以下，則認為嚴(yán)密性優(yōu)，下降速率在0.27～0.4 kPa/min為合格，下降速率大于0.4 kPa/min則為不合格。從量的方面衡量機組真空系統(tǒng)的嚴(yán)密性，以從真空泵出口的空氣量進行計量較為準(zhǔn)確，計量試驗時，機組負荷應(yīng)該穩(wěn)定運行在60%以上。根據(jù)電力工業(yè)技術(shù)法規(guī)對真空嚴(yán)密性標(biāo)準(zhǔn)試驗的規(guī)定，在進行真空嚴(yán)密時應(yīng)關(guān)閉抽氣器的空氣門，80%～100%負荷下在3～5 min內(nèi)真空下降的速度不大于0.4 kPa/min。

通過機組大修，停機后我們對凝汽器真空系統(tǒng)進行灌水查漏，找到的漏空氣點為高排逆止門前、后疏水管道不嚴(yán)密漏空氣，以及低壓疏水?dāng)U容器壓力表頭漏空氣等。消除漏點后，在機組啟動后進行機組真空嚴(yán)密性試驗，試驗結(jié)果為0.17 kPa/min，大大提高了機組經(jīng)濟效益。

2 真空下降的解決對策

在發(fā)電廠的經(jīng)濟運行過程中，汽輪機組的真空是影響機組經(jīng)濟運行的主要指標(biāo)，根據(jù)熱力性能試驗結(jié)果，真空每降低1 kPa，機組減少出力2 MW左右，汽輪機的熱耗率增加0.8%，機組的供電煤耗升高2.7 kg/kW·h，真空下降還將影響汽輪機的安全性。由于影響真空因素很多，只有通過實際運行和綜合性能試驗，才能找到解決問題的辦法。筆者對如何提高150 MW火電機組真空提出以下建議。

（1）認真仔細地搞好汽輪組真空系統(tǒng)嚴(yán)密性，從安裝到大修，步步到位。對運行中處于負壓狀態(tài)的管道上連接閥蘭及盤根密封處均采用成型的石墨墊，安裝前與真空相關(guān)的所有閥門應(yīng)認真解體檢查是否密封合格，與凝汽器相連的汽水管道、喉部連接部分、伸縮節(jié)應(yīng)重點檢查。

（2）提高凝汽器清潔度及蒸汽品質(zhì)。特別要加強對凝汽器膠球清洗裝置的運行管理和檢修維護，提高膠球的投運率和收球率，加強循環(huán)水排污和化驗分析工作，定時清理濾網(wǎng)，清除雜物和污垢。

（3）根據(jù)凝汽器面積對循環(huán)水泵、循環(huán)水系統(tǒng)、循環(huán)水量等進行系統(tǒng)分析，避免產(chǎn)生冷卻水量不足的弊端，定時檢查、治理冷卻塔的噴淋裝置，提高冷卻效率。

（4）加強對抽汽回?zé)嵯到y(tǒng)的運行監(jiān)視和檢修維護，軸封間隙要調(diào)整適當(dāng)，運行時加強對軸封壓力的調(diào)整，回?zé)岢闅庀到y(tǒng)的所有閥門要做好裝前檢修工作，消除只注重外漏而忽略內(nèi)漏的思想意識，使回?zé)岢槠到y(tǒng)在最佳狀態(tài)下運行。

（5）加強對凝汽器運行參數(shù)分析，使凝汽器處于最佳運行狀態(tài)。

（6）提高運行人員操作水平，避免因運行員操作失誤而造成真空下降。

3 結(jié)語

凝汽器真空是影響機組效率的重要指標(biāo)之一，影響機組真空的原因有安裝方面的問題、循環(huán)水量的影響、熱力疏水系統(tǒng)的泄露問題、凝汽器的清潔程度及真空系統(tǒng)的嚴(yán)密性等。在實際生產(chǎn)過程中，結(jié)合機組檢修和系統(tǒng)改造，以及在機組運行情況分析的基礎(chǔ)上，可以從循環(huán)水系統(tǒng)的變方式運行、提高機組真空嚴(yán)密性、優(yōu)化汽輪機的本體疏水方式、降低漏入凝汽器的不凝結(jié)氣體和蒸汽量、提高循環(huán)水質(zhì)、嚴(yán)格控制汽水品質(zhì)、保持凝汽的清潔程度等方面，提高機組真空度。

參 考 文 獻

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