汽輪機真空系統(tǒng)嚴(yán)密性降低的原因及解決措施研究

張 勇 周 建

中國電力建設(shè)集團四川工程有限公司 四川 成都 610000

前言：

汽輪機內(nèi)部真空系統(tǒng)的嚴(yán)密性,其往往關(guān)系著該系統(tǒng)整體運行的穩(wěn)定性、可靠性,對汽輪機整個機組的良好運行影響相對較大。對此,深入研究汽輪機內(nèi)部真空系統(tǒng)的嚴(yán)密性發(fā)生降低問題的原因及其解決措施,對于維持汽輪機整個機組的良好運行狀態(tài)有著一定積極意義與現(xiàn)實作用。

1 工況

對于某公司2臺新投產(chǎn)的國產(chǎn)機組(各為3號機組、4號機組),為哈爾濱的三大動力廠所生產(chǎn)600MW凝汽式的汽輪機組,設(shè)離心水環(huán)式的真空泵3臺。在調(diào)試及投產(chǎn)運行期間,2臺機組的凝汽器真空、端差未達(dá)到所預(yù)期的參數(shù)值,主要是因真空系統(tǒng)實際嚴(yán)密性發(fā)生持續(xù)降低問題,對汽輪機組經(jīng)濟性及汽輪機組安全運行影響較大。對此,需對汽輪機內(nèi)部真空系統(tǒng)的嚴(yán)密性發(fā)生降低問題的原因予以明確,并提出相應(yīng)解決措施,便于有效防治這一問題狀況的發(fā)生。

2 原因分析

2.1 在循環(huán)水方面

①循環(huán)水的中斷。大量現(xiàn)實狀況分析顯示,循環(huán)水發(fā)生中斷狀況是促使真空系統(tǒng)實際嚴(yán)密性發(fā)生持續(xù)降低問題的主要原因之一,具體表現(xiàn)為：真空表參數(shù)值即為零,凝汽器前端水泵的側(cè)壓力持續(xù)降低,冷卻塔內(nèi)未能噴出水。發(fā)生這一狀況主要原因是：驅(qū)動電機無法正常運行,循環(huán)水泵密封不嚴(yán)或存在著故障問題、循環(huán)水的吸水端存在著異物堵塞情況、進水口水位偏低等等。若循環(huán)水發(fā)生中斷狀況,需及時將汽輪機符合切掉,真空系統(tǒng)一旦降低至極限參數(shù)值,必須及時停機做好故障處理。

②循環(huán)水的水量不足。循環(huán)水的水量不足,也屬于誘發(fā)汽輪機內(nèi)部真空系統(tǒng)的嚴(yán)密性發(fā)生降低問題的一部分原因,具體表現(xiàn)為：循環(huán)水出/入口溫度差異性大,而分析器主要原因則是由于凝汽器內(nèi)流體阻力大,循環(huán)水進/出口壓力差增加,循環(huán)水泵及凝汽器兩者出口循環(huán)的水壓持續(xù)升高,冷卻水持續(xù)降低,凝汽器內(nèi)存在著堵塞問題。為更好地應(yīng)對上述情況,需對凝汽器做好及時的清洗處理。該循環(huán)水泵供水量若減少,則從水泵入口處吸進壓力增加,泵內(nèi)沖擊聲與噪聲增加,對此,應(yīng)及時相應(yīng)故障問題排除。

2.2 在后軸的封供汽方面 在后軸的封供汽方面問題狀況也屬于誘發(fā)汽輪機內(nèi)部真空系統(tǒng)的嚴(yán)密性發(fā)生降低問題的一部分原因,具體表現(xiàn)為：后軸的封供汽發(fā)生中斷或者不足情況,以至于不凝結(jié)的氣體自外部漏入至處于真空狀態(tài)相應(yīng)部位,再泄漏至凝汽器內(nèi),較多不凝結(jié)氣體均滯留于凝汽器內(nèi),對其傳熱會產(chǎn)生不利影響,凝結(jié)水的過冷度持續(xù)增長,真空系統(tǒng)的嚴(yán)密性會快速降低。而究其根本原因主要是因脹差向負(fù)的方向發(fā)生變動,且軸封失汽,促使軸封汽壓的自動化調(diào)節(jié)失靈、手動調(diào)節(jié)操作不當(dāng)所致。對此,應(yīng)當(dāng)開大調(diào)門,確保軸封汽的壓力恢復(fù)至正常狀態(tài)。

2.3 在凝汽器方面

①凝汽器的熱負(fù)荷較高。凝汽器的熱負(fù)荷較高,是汽輪機內(nèi)部真空系統(tǒng)的嚴(yán)密性發(fā)生降低問題一方面原因,具體表現(xiàn)為：因機組內(nèi)部主成器管,其自動化主汽門前及汽門調(diào)節(jié)前的疏水、抽汽的逆止閥疏水、低壓式加熱器的疏水等,全部接入了凝汽器,凝汽器的換熱強度被提升,循環(huán)冷卻的水量發(fā)生不足情況下,促使凝汽器的真空度逐漸降低。對此,應(yīng)當(dāng)把疏水系統(tǒng)合理加設(shè)分流的管道與閥門,也可直接接入到電廠疏水的疏水箱或者擴容器內(nèi),以促進凝汽器實際熱負(fù)荷的有效降低。

②凝汽器所在冷卻面腐蝕或結(jié)垢。如果凝汽器所在冷卻面腐蝕或結(jié)垢現(xiàn)象存在,也會誘發(fā)汽輪機內(nèi)部真空系統(tǒng)的嚴(yán)密性發(fā)生降低問題,具體表現(xiàn)為：凝汽器所在冷卻面腐蝕或結(jié)垢現(xiàn)象存在凝汽器實際熱交換會處于不順暢狀態(tài),凝汽器端差增加,凝汽器內(nèi)部水阻增加,冷卻水實際流量降低,提供冷卻水實際溫度差,促使汽輪機內(nèi)部真空系統(tǒng)的嚴(yán)密性發(fā)生降低問題。對此,應(yīng)當(dāng)在確定該凝汽器內(nèi)存在著水垢現(xiàn)象后,從前期運行數(shù)據(jù)方面著手,深入分析引發(fā)凝汽器內(nèi)存在著水垢問題主要原因,進而了解到循環(huán)水質(zhì)量差所致銅管內(nèi)部沉積著無機物,促使水垢形成,導(dǎo)致銅管傳熱效果大打折扣,銅管可用的流通面積縮小。

3 解決對策研究

①定期定時維護及保養(yǎng)循環(huán)式供水系統(tǒng),以確保設(shè)備可一直處于可控制范圍內(nèi),保確保冷卻水速度與水量合理；②對抽氣器實際運行性能予以合理優(yōu)化,及時維護抽氣器、凝結(jié)器的水泵等設(shè)備,確保這些設(shè)備均能夠一直處于穩(wěn)定運行狀態(tài)；③若有緊急狀況發(fā)生,需確保可靠性地投入軸封汽的壓力自動化切換裝置、門店自動化切換調(diào)節(jié)裝置、凝汽器的水位自動化切換裝置等,實時化監(jiān)視壓力的信息值與水位值,嚴(yán)控上述壓力的信息值急水位值,綜合分析異常數(shù)據(jù)信息,設(shè)計負(fù)壓管道期間需要充分考慮到水分膨脹方面問題,嚴(yán)禁出現(xiàn)各種強烈距離性的施工情況,如有漏氣及閥門相關(guān)問題狀況出現(xiàn),需及時予以更換處理；④實時化分析及監(jiān)視凝汽器內(nèi)部蒸汽與設(shè)備,盡可能避免發(fā)生漏氣問題狀況；⑤因汽水系統(tǒng)連接著凝汽器,補水溫度相對較低,經(jīng)吸收蒸汽熱量后可促進凝汽器溫度參數(shù)值的有效降低；⑥長期跟蹤分析汽輪機內(nèi)部真空的嚴(yán)密性綜合系統(tǒng),且需不間斷地實施真空的嚴(yán)密性相關(guān)試驗操作。若嚴(yán)密性的試驗結(jié)果不符合各項技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),則需及時逐一排查該汽輪機內(nèi)部真空系統(tǒng),對于漏點及時做好堵漏處理操作。對于以上堵漏處理操作的方法相對較多,但現(xiàn)階段已真空灌水的處理方法、超聲波處理方法最為常用。

4 結(jié)語

從總體上來分析,對凝汽器內(nèi)部真空會產(chǎn)生影響的因素眾多,且極具復(fù)雜性,只有在充分了解與熟悉掌握整個機組系統(tǒng)的運行原理后,才可獲取最終最為準(zhǔn)確的分析與判斷結(jié)果。