關于凝結水影響汽機熱效率的因素

該文將對怎樣提高格爾木300MW燃氣電站的汽輪機熱效率問題進行討論與分析，從機組的凝結水系統(tǒng)這個方面來論述對機組熱效率影響的因素，以及在我們現(xiàn)場運行中應該注意的問題，最大限度的減少熱損失來保持機組的高效率運行。

一、凝結水系統(tǒng)對我廠熱效率的影響

在我廠的運行方式當中，由于燃氣輪機在一定的負荷下，排入鍋爐的熱量在一定的范圍之內(nèi)，所以說凝結水溫度在受到外界條件使凝結水產(chǎn)生過冷度，使凝結水溫度降低，由于我廠除氧器、高壓汽包、低壓汽包的溫度要求在固定的范圍之內(nèi)，所以說凝結水損失的這部分熱量將會額外的吸收系統(tǒng)的熱量，導致汽機熱效率的降低，下面我們分析下過冷卻產(chǎn)生的原因以及如何減小凝結水的過冷度，以用來提高汽機的熱效率。

（一）定義

凝結水過冷度表征了凝汽器熱水井中凝結水的過度冷卻程度，凝汽器熱水井出口凝結水溫度與凝汽器在排汽壓力下對應的飽和溫度之差即稱為過冷度，我廠要求過冷度最大不得超過3攝氏度。

（二）過冷度產(chǎn)生的原因

1.凝汽器內(nèi)管束排列不好

在舊式結構的凝汽器上，凝結水過冷度可能很大。凝汽器內(nèi)由于冷卻水管束布置過密和排列不當，使汽氣混合物在通往凝汽器的管束中心和下部時存在很大的汽阻，引起凝汽器內(nèi)部絕對壓力從凝汽器入口到抽氣口逐漸降低，使得凝汽器大部分區(qū)域的蒸汽實際凝結溫度要低于凝汽器入口處的飽和溫度，形成了過冷度。該文原載于中國社會科學院文獻信息中心主辦的《環(huán)球市場信息導報》雜志http：//www.ems86.com總第528期2013年第47期-----轉載須注名來源這同時造成了蒸汽負荷大部分集中在上部冷卻管束處，蒸汽所凝結的水通過密集的管束，又在冷卻水管外側形成一層水膜，又起到再冷卻凝結水的作用，加之排汽不能回熱熱水井中凝結水，進一步加劇了凝結水的過冷卻。

2. 空氣漏入凝汽器或真空泵工作不正常

機組運行過程中，處于真空狀態(tài)下的汽輪機的排汽缸、凝汽器以及低壓給水加熱系統(tǒng)等部分，若有不嚴密處，則會造成空氣和冷卻水漏入；另一方面，真空泵工作不正常，不能及時地把凝汽器內(nèi)漏入的空氣抽走。這兩方面使得凝汽器內(nèi)積存的空氣等不凝結氣體增加，這不僅會在冷卻水管的表面形成傳熱不良的空氣膜，降低傳熱效果，增加傳熱端差；同時還使得凝汽器內(nèi)的汽氣混合物中空氣成分的增高，造成空氣分壓提高、蒸汽分壓降低，而凝結水是在對應蒸汽分壓的飽和溫度下冷凝，所以此時凝結水溫度必然低于凝汽器壓力下的飽和溫度，因而產(chǎn)生了凝結水的過冷卻。

3. 凝結水水位過高

運行過程中，由于凝結水泵真空部分漏入空氣或其它故障，使凝汽器熱井中凝結水水位過高，淹沒了下部的冷卻水管，這樣冷卻水又帶走一部分凝結水的熱量，使凝結水再次被冷卻，過冷度必然增大。

4.冷卻水漏入凝結水內(nèi)

凝汽器內(nèi)冷卻水管破裂，造成冷卻水漏入凝結水內(nèi)，使凝結水溫度降低，過冷度增加，此時還伴有凝結水硬度增大的現(xiàn)象發(fā)生。

5.凝汽器冷卻水入口溫度和流量的影響

我廠凝汽器為回熱式的，具有合理設計的管束結構，汽阻極小，在額定的設計工況下運行時，凝結水過冷度實際可為零。在這種情況下，凝結水過冷度主要受凝汽設備運行工況因素的影響，其中最重要的因素是凝汽器冷卻水的入口溫度和流量。

在一定的蒸汽負荷下，當冷卻水入口溫度降低或流量增加時，凝汽器壓力降低，真空增加，負荷肯定隨之增加，進入熱井的凝結水的過冷度減小。如果將溫度較低的補充水直接補入凝汽器的熱水井，并且在補充水流量較大時，勢必會造成凝結水溫度的降低，致使過冷度增加。

（二）減少凝結水過冷度的措施

（1）對真空系統(tǒng)進行灌水查漏，重點檢查凝汽器喉部、低壓抽汽管路、低壓缸軸封蒸汽進出管道焊口、低壓缸法蘭接合面、熱井焊接處、凝結水管道法蘭連接處、凝汽器水位計接頭處、疏水擴容器焊接處、與熱井連接的真空系統(tǒng)閥門等部位，并修補泄漏處；

（2）對凝汽器水位調(diào)節(jié)器和軸封壓力調(diào)節(jié)器進行檢修；

（3）對抽真空系統(tǒng)進行檢修，保證抽氣設備的正常工作，以便運行時可及時抽出凝汽器內(nèi)不凝結氣體

（4） 保證真空部分的嚴密性

保證真空部分的嚴密性，防止空氣漏入，同時正確配置抽氣器。這不僅是為了維持凝汽器內(nèi)的高真空度，也是防止凝結水過冷的有效措施之一。投運行軸封壓力調(diào)節(jié)器，并將軸封壓力控制在規(guī)定值內(nèi)，以防止空氣從軸封漏入，影響凝汽器真空。

（5） 對凝結水水位及水質(zhì)的監(jiān)視與控制

為了消除運行中凝結水水位過高而造成的凝結水過冷卻現(xiàn)象，一方面除了要求運行人員對凝結水水位嚴格監(jiān)督外，另一方面可通過裝設凝結水水位自動調(diào)節(jié)器和報警裝置，使凝結水水位保持在正常范圍內(nèi)。

（6）對冷卻水的流量和入口溫度調(diào)節(jié)及控制

冬季冷卻水溫較低時，為了消除或盡量減小凝結水過冷度并節(jié)約廠用電，應減小冷卻水流量?？赏ㄟ^改變投運的水泵臺數(shù)，來調(diào)節(jié)冷卻水流速以獲得零過冷度

二、總結

格爾木300MW燃氣電站由燃機、鍋爐、和汽機三個主要部分組成，在能源利用方面以及熱效率方面一直是都我們所關注的問題，影響機組熱效率的環(huán)節(jié)較多，本文通過對凝結水影響汽輪機熱效率的分析，有助于技術人員進一步掌握機組的技術性能和運行水平。

（作者單位：青海油田天然氣電力公司）