凝結(jié)水含氧量超標(biāo)的試驗(yàn)研究——以大唐淮南洛河發(fā)電廠#4機(jī)為例

田友見

（大唐淮南洛河發(fā)電廠運(yùn)行一分場，安徽 淮南 232008）

1 前言

長期以來，凝結(jié)水含氧量超標(biāo)的問題在大唐淮南洛河發(fā)電廠#4機(jī)組300MW機(jī)組中一直存在，進(jìn)而在一定程度上直接威脅到機(jī)組的安全運(yùn)行，需要對其進(jìn)行處理。為此，在凝汽器查漏方面，該廠組織開展了大量工作。大小修、停機(jī)備用期間，雖然多次進(jìn)行了壓磅找漏，并且消除了一些漏點(diǎn)，但是依然沒有徹底解決凝結(jié)水含氧超標(biāo)問題。最后，通過總結(jié)分析，指出凝結(jié)水含氧量超標(biāo)問題是機(jī)組運(yùn)行過程中，在軸加、汽輪機(jī)軸封、凝結(jié)水泵軸封等方面存在問題。至此，凝結(jié)水含氧過大問題終于得到解決。

2 300MW汽輪機(jī)對凝結(jié)水質(zhì)量要求標(biāo)準(zhǔn)

該廠規(guī)定，300MW汽輪機(jī)組凝結(jié)水含氧量應(yīng)小于或等于30g/L。

3 凝結(jié)水含氧過大的壞處

3.1 凝結(jié)水含氧過大會(huì)縮短所流經(jīng)設(shè)備的使用壽命；

3.2 凝結(jié)水含氧過大會(huì)降低汽輪機(jī)抽汽加熱設(shè)備的換熱效率；

3.3 凝結(jié)水含氧過大會(huì)降低該廠機(jī)組的真空和效率。

4 整個(gè)試驗(yàn)過程

該廠#4機(jī)組凝結(jié)水含氧量一直大于100g/L，根據(jù)凝結(jié)水質(zhì)量要求標(biāo)準(zhǔn)，#4機(jī)組凝結(jié)水含氧嚴(yán)重超標(biāo)。由于影響凝結(jié)水含氧量的因素比較多，并且范圍較廣，所以該機(jī)組在試驗(yàn)過程中決定分系統(tǒng)、分設(shè)備和分步驟地查找機(jī)組問題。根據(jù)機(jī)組凝結(jié)水含氧量超標(biāo)的影響因素，以及易發(fā)部位等，從以下幾方面展開調(diào)查。

4.1 軸封加熱器疏水對凝結(jié)水含氧量的影響

軸封加熱器是汽輪機(jī)軸封系統(tǒng)的部分設(shè)備，其作用主要表現(xiàn)為，對汽輪機(jī)高低壓軸封和高、中壓主汽調(diào)節(jié)閥閥桿漏出的汽氣混合物，以及小機(jī)軸封等通過凝結(jié)水進(jìn)行冷卻。在冷卻過程中，為了防止高溫蒸汽從軸封端泄漏，進(jìn)一步影響其安全，通常情況下，需要使軸封加熱器汽室內(nèi)始終保持真空狀態(tài)。同時(shí)，使混合物中的汽氣混合物凝結(jié)成水，而氣體排向大氣。通過將汽氣混合物的熱量傳遞給凝結(jié)水，在一定程度上提高了機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性。

汽氣混合物進(jìn)入軸封加熱器汽側(cè)后，借助換熱管與凝結(jié)水實(shí)現(xiàn)熱交換，進(jìn)一步升高凝結(jié)水的溫度。同時(shí)使得汽氣混合物中的大部分蒸汽凝結(jié)成水，經(jīng)U型水封管，通過疏水出口管排入凝汽器。不能凝結(jié)的氣體和少量蒸汽，通常情況下，通過軸封加熱器風(fēng)機(jī)排到大氣中。

在軸封加熱器運(yùn)行過程中，需要對軸封加熱器的水位進(jìn)行監(jiān)視和檢查。如果破壞或失去水封管的水封，那么將會(huì)直接導(dǎo)通軸封加熱器汽側(cè)和凝汽器，進(jìn)而在一定程度上導(dǎo)致不凝結(jié)的氣體直接進(jìn)入凝汽器中，進(jìn)一步破壞凝汽器的真空，進(jìn)而增加了凝結(jié)水的含氧量。在壓力方面，與凝汽器相比，由于軸加風(fēng)機(jī)的壓力比較小，通過軸封加熱器和U型水封管，使得大量的空氣進(jìn)入凝汽器。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，凝結(jié)水含氧量在軸封加熱器水位遭到破壞或者不良運(yùn)行時(shí)最高達(dá)到296g/L。

4.2 凝泵密封不嚴(yán)實(shí)

該機(jī)組刻意把凝結(jié)水泵的密封水壓力加大，尤其是備用凝結(jié)水泵密封水壓力。結(jié)果表明這種方式大大降低了凝結(jié)水泵出口含氧量，說明凝結(jié)水泵密封水壓力嚴(yán)重影響凝結(jié)水含氧量。

4.3 凝汽器補(bǔ)水對凝結(jié)水含氧量的影響

當(dāng)機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，通過凝汽器喉部噴淋管，化學(xué)除鹽水補(bǔ)至熱水井。一般情況下，凝結(jié)水含氧要求不超過100g/L。對于凝汽器來說，由于本身具有相應(yīng)的真空除氧效果，當(dāng)補(bǔ)水量不大時(shí)，凝汽器利用自身的功能就可以除去鹽水中的氧，不影響凝結(jié)水的含氧量。調(diào)查結(jié)果顯示，當(dāng)補(bǔ)水量比較大時(shí)，也就是凝汽器的補(bǔ)水率超過10%時(shí)，凝汽器補(bǔ)水會(huì)直接影響凝結(jié)水的含氧量。

4.4 凝結(jié)水過冷度對凝結(jié)水含氧的影響

當(dāng)凝結(jié)水進(jìn)行過冷時(shí)，如果存在過度冷卻，那么將會(huì)對機(jī)組運(yùn)行的安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性構(gòu)成威脅。如果凝結(jié)水溫度過低，也就是說凝結(jié)水水面上蒸汽分壓力降低，氣體分壓力增加，會(huì)在一定程度上使得溶解在水中的氣體含量增加。通常情況下，凝結(jié)水中溶解的氣體量與熱井水面上氣體的分壓力為正比關(guān)系，因此，如果凝結(jié)水過冷度，那么將會(huì)直接增加凝結(jié)水的含氧量。

4.5 凝汽器的熱井水位對凝結(jié)水含氧量的影響

在不同水位下，該機(jī)組通過測定凝汽器熱井中凝結(jié)水的含氧量，發(fā)現(xiàn)凝結(jié)水中含氧量相對最低時(shí)，凝汽器的水位處于638～876mm之間。反之，水位低于638mm或者水位超過876mm時(shí)，凝結(jié)水中的含氧量呈現(xiàn)增大的趨勢，尤其是當(dāng)凝汽器水位過低或過高時(shí)，凝結(jié)水含氧量將明顯增大。當(dāng)凝汽器的水位過低時(shí)，在凝汽器的熱水井中，凝結(jié)水容易產(chǎn)生渦流，其中夾帶氣體，進(jìn)而在一定程度上增加了凝結(jié)水的含氧。

5 改進(jìn)措施

5.1 改進(jìn)軸封加熱器疏水系統(tǒng)

對于軸封加熱器原“U”管結(jié)構(gòu)來說，由于難以控制疏水系統(tǒng)的水位，使得軸加處于無水位運(yùn)行狀態(tài)，一方面降低了凝汽器的真空度，另一方面增加了凝結(jié)水的含量。對軸封加熱器原“U”管結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改造，與過去單純“U”管水封結(jié)構(gòu)相比，改造后的疏水系統(tǒng)比較復(fù)雜，主要是增加了一套凝結(jié)水回收水箱的水位調(diào)節(jié)控制裝置，這套裝置在一定程度上增加了軸加疏水系統(tǒng)工作的可靠性、穩(wěn)定性。通過將疏水去凝器的接口由熱井部位提高幾米，或者將其接到凝汽器的上部蒸汽空間，進(jìn)一步降低軸封加熱器疏水的含氧量。通過上述處理，凝汽器的真空除氧功效可以被充分利用，將軸封加熱器疏水對凝結(jié)水含氧的影響降到最低。

5.2 降低凝結(jié)水的過冷度

對于現(xiàn)代大型火電站來說，其凝汽器通常為回?zé)崾浇Y(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)具有合理的管束，同時(shí)降低了汽阻，可以運(yùn)行在額定的設(shè)計(jì)工況下，凝結(jié)水過冷度甚至達(dá)到零。在這種情況下，凝汽設(shè)備的運(yùn)行工況因素會(huì)影響凝結(jié)水過冷度，其中，凝汽器的冷卻水的入口溫度和流量是最重要的因素。

5.3 完善凝汽器水封閥系統(tǒng)

在建立機(jī)組的初期，由于受各種因素的影響，一直沒有對#4機(jī)組處于負(fù)壓系統(tǒng)中的閥門格蘭水封給予高度重視。事實(shí)證明，對于凝結(jié)水的含氧量，這些部位產(chǎn)生的影響比較大，尤其是處于水側(cè)中的閥門，空氣直接進(jìn)入水中導(dǎo)致影響更大。因此，需要進(jìn)一步對此系統(tǒng)進(jìn)行完善，確保水封系統(tǒng)正常運(yùn)行。

6 結(jié)論

經(jīng)過反復(fù)排查和試驗(yàn)，終于找到該廠300MW機(jī)組凝結(jié)水含氧超標(biāo)的原因。在試驗(yàn)期間，采取措施確保軸加運(yùn)行在高水位，同時(shí)安排運(yùn)行人員對水位進(jìn)行就地監(jiān)視和調(diào)整，進(jìn)而在一定程度上防止軸加水位過高，進(jìn)一步威脅到設(shè)備的安全性。同時(shí)適當(dāng)增加機(jī)軸封汽的壓力，確保機(jī)組真空的嚴(yán)密性等。經(jīng)過試驗(yàn)，運(yùn)行結(jié)果顯示，凝結(jié)水溶氧量由原來的125g/L降至23g/L，凝結(jié)水含氧量達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)。為了全面降低機(jī)組凝結(jié)水中的含氧量，根據(jù)文中闡述的方法和方案，對影響凝結(jié)水含氧量的系統(tǒng)、部位等進(jìn)行改造，進(jìn)一步使凝結(jié)水含氧量長期保持在較好的范圍內(nèi)，進(jìn)而確保機(jī)組運(yùn)行的安全性。同時(shí)對機(jī)組負(fù)壓系統(tǒng)進(jìn)行定期查漏，確保機(jī)組真空的嚴(yán)密性，并且降低凝結(jié)水系統(tǒng)的補(bǔ)水量，對機(jī)組進(jìn)行改進(jìn)和調(diào)整，進(jìn)而在一定程度上降低凝結(jié)水的含氧量。

[1]李德林.300MW機(jī)組凝結(jié)水溶氧超標(biāo)的試驗(yàn)研究[J].安徽電力，2006（06）.

[2]張勇，徐保衛(wèi)，侯德榮.橋電二廠125MW機(jī)組凝結(jié)水含氧量超標(biāo)原因分析與處理[J].青海電力，2000（09）.

[3]王松嶺，李瓊.300MW機(jī)組凝結(jié)水溶解氧超標(biāo)的原因分析及試驗(yàn)研究[J].汽輪機(jī)技術(shù)，2010（10）.