發(fā)電廠凝汽式汽輪機組凝汽器真空惡化原因分析及維護

（石河子市國能能源投資有限公司天河分公司，石河子市，832000） 劉晉明

1 凝汽式汽輪機在運行中遇到問題

熱電企業(yè)的凝汽式汽輪機在運行中經(jīng)常會遇到真空逐漸下降的問題，尤其夏季，凝汽器真空對汽輪機運行的經(jīng)濟性影響較大，如其它條件不變，真空度每變化1%，汽輪機的汽耗率平均變化1%～2%。不僅使機組能耗上升，影響機組經(jīng)濟性，還會威脅機組安全，嚴重時還要降低發(fā)電負荷。故一般規(guī)定：排汽壓力升高到0.015Mpa時，應(yīng)降低負荷，排汽壓力升高到0.03Mpa左右時，應(yīng)將負荷全部卸完，直至按規(guī)定的條件實行故障停機，直接影響了企業(yè)的經(jīng)濟效益。而且若漏入空氣，不但使凝結(jié)水產(chǎn)生過冷度，還會降低凝汽器的除氧效果，使得凝結(jié)水中溶解了一些氣體，造成凝結(jié)水系統(tǒng)中設(shè)備與管道的氧腐蝕，影響機組的安全運行。天富熱電廠2×50MW汽輪機組#2機真空較低尤為顯著，現(xiàn)特進行具體分析并提出一些可行性解決措施。

2 凝汽器真空建立的原理

凝汽器真空的建立，在機組啟動階段與正常運行中其機理是不同的。在機組啟動時，凝汽器真空的建立依賴于抽氣器將凝汽器中的空氣抽出，此時建立真空的快慢由抽氣器的容量及真空系統(tǒng)的嚴密情況決定。機組沖轉(zhuǎn)后，有排汽進入凝汽器中，排汽受到冷卻介質(zhì)的冷卻而凝結(jié)成水。乏汽凝結(jié)成水后，體積大大地縮小，原來由蒸汽充滿的容器空間就形成了高度真空。由于冷卻介質(zhì)不斷地將進入凝汽器中排汽的熱量帶走，使得凝結(jié)過程能不間斷地進行，這樣凝汽器中的真空就建立起來。

3 凝汽器真空下降原因

3.1 冷卻水進口溫度的影響

如果冷卻水進口溫度較低，則凝汽器真空一定較高。對于天富熱電廠2×50MW機組#2機循環(huán)水供水系統(tǒng)，進口溫度受環(huán)境影響之外，冷卻設(shè)備運行的好壞也會有很大影響。

3.2 冷卻水溫升的影響

一般，機組負荷由外界決定，不可調(diào)節(jié)，所以冷卻水溫升主要取決于冷卻水量。如果冷卻水溫升增加，真空降低，則說明冷卻水量不足，冷卻水量不足的主要原因是循環(huán)水泵出力不足或水阻增加，而水阻增加的原因可能是銅管堵塞、冷卻塔濾網(wǎng)堵塞，循環(huán)水泵出口或凝汽器進水門開度不足以及虹吸破壞等。

3.3 傳熱端差的影響

傳熱端差增加，會使凝汽器真空降低。傳熱端差與冷卻水進水溫度；比蒸汽負荷；銅管或鋼管表面的清潔程度及凝汽器內(nèi)積聚的空氣量等因素有關(guān)。運行中如果管子表面結(jié)垢或臟污，會阻礙傳熱，使端差增大；如果真空管道閥門不嚴或汽封供汽不足甚至中斷或抽氣器效率降低，都會使凝汽器汽側(cè)積聚較多的空氣，阻礙傳熱面而使端差增大；此外，如果凝汽器水位控制不當，使部分冷卻水管被淹沒而減少冷卻面積，也會使端差增大。

4 對機組凝汽器出現(xiàn)的問題提出改善措施

4.1 夏季循環(huán)水增加換熱強度

由于新疆北部夏季氣溫較高，循環(huán)水進水溫度較高，最高可達35℃，而冷卻塔設(shè)計冷卻面積太小，建議采用強制風冷以增加換熱強度，以降低冷卻水溫度，或可以采用適當補充一些地下水來降低循環(huán)水溫度，但會增加水損失，可以經(jīng)過計算來獲取數(shù)據(jù)。

4.2 對設(shè)備管子結(jié)垢定期清洗

管子結(jié)垢嚴重。對于循環(huán)水系統(tǒng)，冷卻水在循環(huán)過程中不斷蒸發(fā)，并抽取地下水作為補水，所以發(fā)生的主要問題是冷卻水中的碳酸鹽附著在管壁內(nèi)側(cè)形成硬垢。凝汽器水側(cè)結(jié)水垢，不僅惡化真空，降低機組運行的經(jīng)濟性，而且可能引起管子腐蝕、泄漏，影響汽輪機的安全運行，所以必須進行除垢，天富熱電廠2×50MW機組2臺機組均自帶了膠球自動清洗裝置，到目前使用率較低，具了解該裝置對凝汽器結(jié)垢的清洗效果比較好，經(jīng)濟效益也不錯，而且易于實現(xiàn)自動控制，建議使用該裝置并定期清洗，避免垢結(jié)的過厚，給清洗帶來不必要的麻煩?；蚴遣捎盟嵯?，注意防止管子腐蝕，以至縮短管子的使用壽命，增加生產(chǎn)成本。最好進行循環(huán)水除鹽，例如加藥或自然方法軟化循環(huán)水，也可以緩解結(jié)垢，減少清洗次數(shù)。

4.3 真空系統(tǒng)檢修后做真空嚴密性試驗

輪機后汽缸及凝汽器低壓加熱器，真空管道系統(tǒng)，尤其是#2機組后汽封漏空氣量較大（冷態(tài)沖轉(zhuǎn)前，若軸封不送汽，真空根本無法真空系統(tǒng)不嚴密：為提高汽輪機的熱效率，全廠的熱經(jīng)濟性，一般汽輪機排汽都設(shè)計為負壓，就建立，最高只能抽到-0.04MP）等都處于負壓，如果不嚴密，就會造成外界空氣漏入凝汽器中，增加了抽氣器的負荷，會使機組真空惡化，降低出力，影響熱經(jīng)濟性，真空的嚴密性對凝汽式汽輪機是一個很重要的指標，#2機由于各種原因很少做真空嚴密性試驗，建議每次大修后或真空系統(tǒng)檢修后做一下真空嚴密性試驗，及時發(fā)現(xiàn)問題及時處理，改善凝汽器工作條件，以提高熱經(jīng)濟性。

4.4 按規(guī)程及時調(diào)整負荷

一般情況下，運行值班人員在監(jiān)視過程中，按規(guī)定應(yīng)該從-0.087開始減負荷，但是由于平時情況下帶額定負荷的時候真空達不到規(guī)定值，#2機組在循環(huán)水30℃的時候真空只能維持在80kpa。運行值班人員如果不及時按規(guī)定減負荷。則真空進一步惡化，造成排氣溫度升高，加速結(jié)垢。從而增加了凝汽器管子的清洗次數(shù)。這樣就增加電廠的生產(chǎn)成本，降低了全廠的經(jīng)濟性。建議值班人員在真空低的情況下應(yīng)嚴格執(zhí)行規(guī)程及時加減負荷，定時清洗凝汽器。另外在加減負荷時應(yīng)及時改變循環(huán)水泵的運行臺數(shù)和及時調(diào)整塑料布的遮蓋面積，將循環(huán)水溫控制在合適范圍內(nèi)。

4.5 及時更換凝汽器損壞的管子

由于管子長時間結(jié)垢，經(jīng)過多次清洗和不正確清洗，造成部分管子損壞，為避免循環(huán)水漏入凝汽器水側(cè)，不至于造成凝結(jié)水水質(zhì)惡化，將凝汽器水側(cè)部分管子已被封堵。造成凝汽器循環(huán)水通水量不足。以至于帶高負荷時真空下降較快，達不到額定值。建議在每年大修時，將凝汽器部分損壞的管子進行更換，提高凝汽器水側(cè)的通水量，降低循環(huán)水溫升，減小汽輪機凝汽器端差，改善凝汽機的工作環(huán)境，提高機組真空，降低排汽溫度，提高汽輪機熱經(jīng)濟性。

4.6 及時更換磨損的噴頭

天富熱電廠2×50MW機組#2機主抽氣運行了10年，噴嘴可能已磨損，使抽氣能力降低，加之機組真空嚴密性不是很高，影響了凝汽器真空，建議檢修時根據(jù)廠家設(shè)計要求進行調(diào)整和更換，使主抽氣達到額定抽氣能力。

5 結(jié)束語

根據(jù)以上分析，即便是上述問題全部解決，在夏季最熱時機組仍不能按規(guī)程規(guī)定帶額定負荷?？梢栽谀鲀?nèi)部后汽缸排汽導板處引入一股冷卻除鹽水，接上4個對稱的噴頭，使除鹽水以霧狀噴入凝汽器汽側(cè)，以加速乏汽凝結(jié)速度，可以提高真空，降低排汽溫度，增加汽輪機的熱效率，降低生產(chǎn)成本。另外由于汽側(cè)補入了化補水，會增加凝結(jié)水泵的負荷，可以更換較大的凝結(jié)水泵或凝結(jié)泵達到最大流量運行，同時由于凝結(jié)水量增加，使低壓回熱抽汽增加，降低了機組的熱耗率，同時排入凝汽器的乏汽減少，減輕了凝汽器的負荷，又可改善凝汽器的工作條件，使機組真空升高，排汽溫度降低。隨著能源的日益缺乏和生產(chǎn)對地球環(huán)境影響，社會對電廠的熱經(jīng)濟性要求將越來越高，而電廠最大的損失就是汽輪機的排汽損失，降低終參數(shù)和提高初參數(shù)一樣重要，隨著高科技產(chǎn)品的出現(xiàn)，電廠凝汽器真空惡化將得到緩解，相信在大家的共同努力下，能夠很好的解決凝汽器真空惡化情況。另外天富熱電廠2×50MW機組#2機經(jīng)過針對以上幾方面原因，已采取了一些措施比如酸洗，真空嚴密性檢查等，現(xiàn)已使天富熱電廠2×50MW機組#2機真空得到了很大改善，使熱電廠獲取了更多的經(jīng)濟效益。