凝汽器真空低的原因分析與處理

賈公禮　吳松達(dá)（．華電富拉爾基發(fā)電廠汽機(jī)車間，黑龍江 齊齊哈爾 604；．華電富拉爾基熱電廠發(fā)電部，黑龍江 齊齊哈爾 604）

凝汽器真空低的原因分析與處理

賈公禮1吳松達(dá)2
（1．華電富拉爾基發(fā)電廠汽機(jī)車間，黑龍江 齊齊哈爾 161041；2．華電富拉爾基熱電廠發(fā)電部，黑龍江 齊齊哈爾 161041）

摘要：本文針對富拉爾基發(fā)電廠6號機(jī)組凝汽器真空低、嚴(yán)密性不合格的實際情況，從凝汽器喉部焊接工藝、凝汽器二次循環(huán)水濾網(wǎng)及膠球清洗裝置、射水抽汽器、軸封系統(tǒng)、負(fù)壓系統(tǒng)管路閥門等相關(guān)設(shè)備系統(tǒng)入手進(jìn)行闡述分析，查找原因制定了改善措施。運行試驗證明改進(jìn)效果顯著，凝汽器的真空明顯提高。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)；凝汽器；真空；嚴(yán)密性

機(jī)組真空高低是火電廠重要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，據(jù)估算真空嚴(yán)密性每降低1kPa，發(fā)電煤耗將平均升高2.6（g/kW.h），因此提高機(jī)組真空將會帶來明顯經(jīng)濟(jì)效益。

富拉爾基發(fā)電廠6號機(jī)為N200-12.75 /535/535-55型汽輪機(jī)，是哈爾濱汽輪機(jī)廠依照60、70年代的技術(shù)在70年代末、80年代初生產(chǎn)的設(shè)備。目前6號機(jī)真空低、嚴(yán)密性不合格一直影響機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)性，在兩臺射水泵同時投入的情況下，真空值僅能維持在-94kPa左右。機(jī)組真空低，表明真空系統(tǒng)存在大的或較多的漏點，在一臺射水抽氣器運行的情況下單位時間內(nèi)漏入的空氣量不能被完全抽出，而兩臺射水抽汽器的出力僅能維持較低的真空值，無法達(dá)到機(jī)組運行的經(jīng)濟(jì)真空值。雖然在機(jī)組停備及運行過程中對真空系統(tǒng)進(jìn)行了全面查漏和堵漏，但機(jī)組真空提高有限，問題仍未得到根本解決，影響機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運行。

1　真空低原因分析

1.1 凝汽器本體及換熱管系影響

凝汽器是汽輪機(jī)組的一個重要組成部分，其作用是在汽輪機(jī)排汽口建立并維持必要的真空，將進(jìn)入凝汽器的蒸汽凝結(jié)成水，放出的汽化潛熱，重新作為鍋爐給水。在汽輪機(jī)凝汽器中，蒸汽和凝結(jié)水是兩相共存的，蒸汽壓力是凝結(jié)水溫度所對應(yīng)的飽和壓力。

1.2 射水泵及射水抽汽器出力不足

射水泵及射水抽汽器出力對真空影響不容忽視，一旦射水泵及射水抽汽器出力不足，凝汽器汽側(cè)充滿蒸汽和空氣的混合氣體，這些不凝結(jié)氣體不能及時抽出，將使傳熱端差增高，增大熱阻，影響換熱致使端差增大造成真空下降。

當(dāng)凝汽器排汽壓力、漏入凝汽器空氣量及射水抽汽器抽吸的空氣量一定時，射水抽汽器工作水溫應(yīng)盡量接近20℃，水溫過高，對應(yīng)該溫度的水汽化壓力也增大，從而限制真空的提高。當(dāng)射水泵出口水溫度發(fā)生變化時，抽汽器的工作能力將發(fā)生變化，隨著射水泵出口水溫的不斷提高，射水抽汽器的工作能力隨之降低，凝汽器的真空下降，傳熱端差增大，排汽溫度升高。

1.3 中低壓軸封及立面法蘭、低壓缸結(jié)合面漏汽影響

為了防止中壓缸排汽端及低壓缸的兩端空氣漏入，中低壓軸封型式及間隙調(diào)整極為重要。哈爾濱汽輪機(jī)廠原設(shè)計為梳齒型汽封，汽封間隙控制在0.45mm~0.65mm，近幾年端部汽封型式有了較大改進(jìn)，蜂窩汽封、刷式汽封等新型汽封得到廣泛應(yīng)用，蜂窩汽封間隙標(biāo)準(zhǔn)為0.45mm~0.55mm，刷式汽封間隙標(biāo)準(zhǔn)為0.15mm~0.25mm，因此汽封選型及汽封間隙調(diào)整工藝水平直接影響機(jī)組真空。

中低壓缸立面法蘭、低壓缸結(jié)合面嚴(yán)密性對真空影響同樣不可忽視，大修中應(yīng)重點檢查，并根據(jù)具體情況進(jìn)行改進(jìn)處理。

1.4 真空系統(tǒng)管道閥門漏泄

二次漏汽導(dǎo)八抽管道閥門法蘭、盤根壓蘭，真空破壞門、排汽缸安全門等真空系統(tǒng)閥門嚴(yán)密性也是影響機(jī)組真空的重要因素。一旦不凝結(jié)氣體漏入量大不能完全抽出將使傳熱端差增高，增大熱阻，造成真空下降。

2　改善措施及修后效果

針對6號機(jī)組真空低、嚴(yán)密性不合格問題，在6號機(jī)組大修前進(jìn)行了大量試驗和分析研究，查找到了負(fù)壓系統(tǒng)及設(shè)備存在的問題，制定了改進(jìn)方案并在大修中進(jìn)行了有針對性治理。

2.1 凝汽器及負(fù)壓系統(tǒng)檢查處理

運行中6號機(jī)組進(jìn)行真空嚴(yán)密性試驗時，嚴(yán)密性極差無法滿足試驗要求，關(guān)閉射水器空氣門后，真空系統(tǒng)無法維持8min，必須處理。運行中進(jìn)行過超聲波查漏治理，停機(jī)后凝汽器及負(fù)壓系統(tǒng)多次注高水位查漏治理，問題雖未徹底解決。但大量試驗和分析研究發(fā)現(xiàn)凝汽器喉部焊縫及二漏導(dǎo)八抽管路焊縫頻繁漏泄，直接影響凝汽器真空。

2.2 凝汽器換熱管臟污、結(jié)垢處理

6號機(jī)組沒有安裝凝汽器膠球清洗裝置，凝汽器換熱管臟污、結(jié)垢嚴(yán)重。凝汽器膠球清洗裝置是長期保持凝汽器換熱管清潔、換熱高效的設(shè)備。本次大修中更換了循環(huán)水二次濾網(wǎng)，加裝了凝汽器膠球清洗裝置，對凝汽器TP304不銹鋼管進(jìn)行高壓水清洗，鋼管清洗是提高換熱系數(shù)的最有效措施。并對管板進(jìn)行防腐，防止鋼管漲口處因腐蝕漏泄。

2.3 射水器本身設(shè)計缺陷，出力不足

6號機(jī)2號射水抽汽器出力不足，本次大修更換為300S58A型低壓頭大流量射水泵及TD-90型多通道射水抽汽器。更換后射水抽汽器出力穩(wěn)定，抽汽量加大，電機(jī)耗功減少，節(jié)能效果明顯。

2.4 軸封改進(jìn)、負(fù)壓系統(tǒng)閥門治漏

大修中對蜂窩式汽封間隙按照0.40mm ~0.50mm進(jìn)行調(diào)整，安裝時進(jìn)行認(rèn)真檢查驗收，使汽封間隙、對口間隙均在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，提高檢修工藝，減少軸封漏汽。

大修中對中低壓缸立面法蘭、低壓缸結(jié)合面進(jìn)行檢查，對軸封二漏導(dǎo)八抽門、射水抽氣器空氣門、真空破壞門、排汽缸安全門等真空系統(tǒng)閥門進(jìn)行檢修，均符合標(biāo)準(zhǔn)。

2.5 修后效果

6號機(jī)大修后機(jī)組的真空改善明顯，修前6號機(jī)2臺射水泵同時運行真空僅達(dá)到-94kPa，修后6號機(jī)單臺射水泵運行真空已經(jīng)達(dá)到-96.5kPa，修后真空提高了2.5kPa，為機(jī)組近十年最好水平。

真空嚴(yán)密性每降低1kPa，發(fā)電煤耗將平均降低2.6g/kW·h，以6號機(jī)組200MW額定出力，年均5000h的可用小時數(shù)，每噸燃煤500元計算，每年可創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益為：

每年節(jié)省燃煤2.5kPa×2.6g/kW·h× 200000kW·h×5000h=6500t

年經(jīng)濟(jì)效益6500t×500元/t=325萬元。

結(jié)語

通過上述排查處理，顯著提高了機(jī)組經(jīng)濟(jì)性，改變了減負(fù)荷進(jìn)行單臺凝汽器干燥的操作方式，避免循環(huán)水泵頻繁啟停，節(jié)省了大量人工和避免了材料浪費。同時改變了2臺射水泵同時運行的方式及凝汽器干燥風(fēng)機(jī)造成的廠用電損耗，間接經(jīng)濟(jì)效益同樣可觀，值得我們在今后的工作中參考應(yīng)用。

參考資料

[1] 哈爾濱汽輪機(jī)廠，朝陽發(fā)電廠．20萬千瓦汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)和運行[M]． 北京：電力工業(yè)出版社，1980．

[2]吳季蘭．汽輪機(jī)設(shè)備及系統(tǒng)[M]．北京：中國電力出版社，2000．

中圖分類號：TK26

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A