某廠300MW純凝汽式汽輪機凝汽器改造簡述

　　摘 要：針對某廠凝汽器端差大、真空度偏低的問題，對凝汽器進行了相應改造，將銅管更換為不銹鋼管，同時降低管壁厚度，提高換熱系數(shù)，同時增加流通面積，提高換熱容積。
　　關鍵詞：凝汽器 真空 不銹鋼管
　　中圖分類號：TK26文獻標識碼：A文章編號：1672-3791（2012）09（a）-0066-02
　　1 該廠汽輪機凝汽器存在的問題
　　該廠凝汽器為單殼體、雙流程、表面式凝汽器，參數(shù)見表1。
　　根據(jù)#3機組的運行數(shù)據(jù)分析，凝汽器端差經常在4～7℃，與改造后的#2機比較，直接影響真空1kPa。
　　凝汽器性能的好壞直接影響到電廠的經濟效益。提高機組真空度，減小端差，降低煤耗，達到降低發(fā)電成本，凝汽器將起到至關重要的作用。
　　隨著環(huán)境水質的惡化和凝汽器銅管運行年限的增加，銅管的腐蝕泄漏會加快，泄漏會嚴重影響鍋爐的安全運行，往往是鍋爐腐蝕的起因，所以必須及時采取措施。
　　該廠#3機組運行時間在5年以上，為了保證機組安全、經濟運行，防止凝汽器突然出現(xiàn)大面積銅管泄漏、危及主機系統(tǒng)安全，計劃#3機在停運檢修中，對凝汽器進行全面技術改造。
　　2 器改造方案的確定
　　2.1 整體改造的內容及步驟
　　在保留原凝汽器外殼側板及其支撐方式不變，低壓缸排汽口的連接形式不變條件下，采用以下方案。
　?。?）更換凝汽器內部全部管束、中間支撐板、內部連接件等。（2）冷卻管由銅管（HSn70-1材質的Ф25×1）更換為TP304材質的Ф22×0.5（0.7）不銹鋼管，適當縮小了冷卻管的直徑及壁厚。（3）采用不銹鋼復合管板（TP304+Q235B 5+40mm）。（4）冷卻水管和端板間采用脹接+氬弧焊連接的方式。（5）加長凝汽器殼體，前后水室端各加長1000mm，最終凝汽器換熱管有效長度為11400mm。（6）換熱面積由17000m2增加到18000m2，并預留汽輪機通流改造后增加的熱負荷。（7）重新設計制造前后弧形水室，保證水室的斷面流速并無水流死區(qū)。
　　2.2 凝汽器改造后設計參數(shù)
　　經過方案對比計算分析，最終采用設計參數(shù)見表2。
　　3 改造后的凝汽器熱力試驗
　　3.1 試驗內容和工況
　　3.1.1 真空嚴密性試驗
　　在機組80%額定負荷以上，進行真空嚴密性試驗，凝汽器性能試驗工況見表3。
　　3.2 具體試驗情況
　　3.2.1 真空嚴密性試驗
　　在凝汽器性能試驗前，由該廠運行人員按規(guī)定進行了真空嚴密性試驗，凝汽器真空下降率均低于100Pa/min，機組真空嚴密性達到優(yōu)秀水平。
　　3.2.2 凝結水溶解氧濃度試驗
　　在額定工況試驗時，由該廠化學分析人員按規(guī)定進+Q0d6CxuGgTIvEQi9otF+ZoOspDAkAvTaI6nLLSyRP0=行凝結水溶氧濃度測定，試驗期間凝結水溶氧濃度為20μg/L。
　　3.2.3 凝汽器冷卻水流量及水阻試驗數(shù)據(jù)和計算結果
　　#3機組凝汽器冷卻水流量及水阻試驗數(shù)據(jù)和計算結果見表4。
　　由上表可以看出，在兩臺循環(huán)水泵并聯(lián)運行、凝汽器兩側冷卻水進/出口門全開，#3機組凝汽器冷卻水總流量為32010.1m3/h，即31914.4t/h，接近于設計流量（32600t/h）。凝汽器A側水阻為69.47kPa，凝汽器B側水阻為68.67kPa，平均水阻為69.07kPa，低于改造目標值（70kPa）。
　　在單臺循環(huán)水泵運行、凝汽器兩側冷卻水進/出口門全開，#3機組凝汽器冷卻水總流量為20188m3/h，凝汽器A側水阻為18.02kPa，凝汽器B側水阻為17.86kPa，平均水阻為17.94kPa。
　　3.2.4 凝汽器性能試驗數(shù)據(jù)和計算結果
　　該機組凝汽器性能試驗數(shù)據(jù)和計算結果見表5。
　　在機組兩臺循環(huán)水泵運行時，凝汽器冷卻水流量為32010m3/h；在機組單臺循環(huán)水泵運行時，凝汽器冷卻水流量為20188m3/h。
　　在額定工況下，機組負荷為304.13MW，凝汽器冷卻水進口溫度為20.87℃、冷卻水流量為32010m3/h、凝汽器熱負荷為378.3MW、凝汽器傳熱端差為4.778℃、凝汽器總體傳熱系數(shù)為2.353kW/（m2·K）、凝汽器運行清潔系數(shù)為0.633，凝汽器過冷度為0.02℃。
　　220MW工況下，機組負荷為220.2MW，凝汽器冷卻水進口溫度為27.82℃、冷卻水流量為20188m3/h、凝汽器熱負荷為299.8MW、凝汽器傳熱端差為2.064℃、凝汽器總體傳熱系數(shù)為2.561kW/（m2·K）、凝汽器運行清潔系數(shù)為0.824，凝汽器過冷度為0.49℃。
　　在額定工況下的試驗結果修正到設計冷卻水流量32600t/h、進水溫度20℃和清潔系數(shù)0.90條件下，凝汽器傳熱端差為2.554℃，凝汽器壓力為4.911kPa。
　　4 試驗結論
　　#3機組經技術改造后的N-18000型凝汽器在額定工況下的試驗結果修正到設計條件（冷卻水流量32600t/h、冷卻水進口溫度20℃和清潔系數(shù)0.90）下，凝汽器平均壓力為4.911kPa，凝汽器設計壓力（5.00kPa）與其差值為0.089kPa，大于0；修正后的凝汽器傳熱端差為2.554℃，低于設計值（3.71℃），凝汽器性能達到設計規(guī)范要求。
　　#3機組配套的凝汽器在額定工況下的試驗結果修正到設計條件下，凝汽器平均壓力為4.911kPa，達到設計規(guī)范保證值（5.00kPa）。
　　凝汽器真空下降率小于100Pa/min，機組真空嚴密性達到優(yōu)秀水平。
　　在#3機組兩臺循環(huán)水泵運行時，凝汽器冷卻水流量為31914.4t/h，接近于設計流量的98%。
　　參考文獻
　　[1]沈士一.汽輪機原理[M].北京：中國電力出版社.
　　[2]邵和春.汽輪機運行[M].北京：中國電力出版社.
　　[3]國家發(fā)展和改革委員會.凝汽器與真空系統(tǒng)運行維護導則[M].北京：中國電力出版