電力系統(tǒng)凝汽器端差的影響因素和對策

孫遜 大連發(fā)電有限責(zé)任公司

電力系統(tǒng)的凝汽器是電力系統(tǒng)裝置的重要組成部分，而凝汽器的端差對電力系統(tǒng)的能效將產(chǎn)生重要影響。通過對電力系統(tǒng)凝汽器端差的異常原因進行分析，有利于指導(dǎo)技術(shù)人員對電力系統(tǒng)進行日常維護和整體優(yōu)化工作的進行，從而使電力系統(tǒng)達到降低能耗的目的。

一、凝汽器端差的定義

凝汽器端差一般是指凝汽器壓力相對應(yīng)的循環(huán)冷卻水出口溫度與飽和蒸汽溫度之差。通常情況下，凝汽器端差是對凝汽器換熱性能進行衡量的主要參數(shù)，是反映凝汽器真空嚴(yán)密性、傳熱性能和循環(huán)水系統(tǒng)工狀的常用指標(biāo)。實際上，在電力系統(tǒng)凝汽器運行過程中，排汽溫度會隨真空變化而發(fā)生變化，如果循環(huán)水量比較大時，將會導(dǎo)致循環(huán)水出口溫度升高，進而誘發(fā)凝汽器端差增大，此時就需要根據(jù)端差的大小來對循環(huán)水量進行調(diào)整，從而實現(xiàn)節(jié)能的目的。

二、凝汽器真空形成原理

在電力系統(tǒng)的工作過程中，電力系統(tǒng)的動力主要來源于汽輪機組。而汽輪機組真空系統(tǒng)主要有兩部分構(gòu)成：一是抽真空系統(tǒng)，二是密封蒸汽系統(tǒng)。真空系統(tǒng)主要用來建立凝汽器的高真空狀態(tài)，使蒸汽能夠最大限度的實現(xiàn)熱能轉(zhuǎn)化，從而提高熱能的利用率。

凝汽器的工作原理是提高蒸汽在汽輪機組中的理想焓降，從而提高汽輪機組的循環(huán)熱效率，并將提供熱能的水蒸氣轉(zhuǎn)化為水輸送到鍋爐中重新利用。當(dāng)水蒸氣轉(zhuǎn)化為水后，汽輪機內(nèi)部體積急劇減小，并在凝汽器體達到真空狀態(tài)。

凝汽器內(nèi)部所達到的真空狀態(tài)是由凝汽器內(nèi)部的液氣共存狀態(tài)所決定的，而液氣共存狀態(tài)又取決于熱平衡一換熱器端差所產(chǎn)生的冷凝溫度。因此，提高汽輪機組的真空度，主要在于減少凝汽器內(nèi)部不凝結(jié)氣體，降低蒸汽冷凝溫度。

三、凝汽器端差過高的原因分析

（一）凝汽器換熱鋼管結(jié)構(gòu)致使嚴(yán)重堵塞

凝汽器內(nèi)換熱鋼管嚴(yán)重堵塞是造成凝汽器端差過高的主要原因之一。造成凝汽器內(nèi)換熱鋼管堵塞的常見原因為：在凝汽器工作一段時間后，換熱鋼管水側(cè)結(jié)垢堵塞嚴(yán)重，同時存有大量的污垢。當(dāng)這些污垢超過一定的限度后，這些污垢的存積和其他懸浮物的存在會使換熱鋼管所起到的換熱效果大大縮減，造成凝汽器端差增大。另外，污垢的存在也會使換熱鋼管受到腐蝕，鋼管長期處于腐蝕狀態(tài)下容易發(fā)生泄漏狀況。

（二）循環(huán)水二次濾網(wǎng)堵塞嚴(yán)重

在凝汽器中，循環(huán)水二次濾網(wǎng)被水塔填料碎片、塑料膜等雜物堵塞后，也會造成凝汽器端差增大的現(xiàn)象。循環(huán)水二次濾網(wǎng)裝置在運行時，由于循環(huán)水實際上為逆流狀態(tài)，當(dāng)循環(huán)水沖擊管網(wǎng)時，由于濾網(wǎng)上存在污垢，導(dǎo)致管道堵塞，進而誘發(fā)電力系統(tǒng)凝汽器端差發(fā)生改變。一般情況下，當(dāng)排污管的污垢堵塞達到管道截面的10%后，會造成凝汽器入口壓力下降，循環(huán)水量不足，循環(huán)水溫度升高，相同負荷下，真空會下降，端差也會增大。同時，循環(huán)水溫度過高過低，也是端差變化的一個主要原因，此時需要通過對循環(huán)水量進行調(diào)整，來實現(xiàn)對端差變化的有效控制。

（三）膠球收球率低

汽輪機凝汽器循環(huán)水系統(tǒng)一般均會配置有角球清洗裝置。常見的膠球清洗裝置的收球網(wǎng)呈現(xiàn)倒“V”型活動式收球網(wǎng)，收球網(wǎng)由兩片網(wǎng)板組成，網(wǎng)板將管道整個截面攔截，沒片網(wǎng)板底部都配備了膠球的出球口，方便膠球從此出球口通過，到達循環(huán)單元。每片網(wǎng)板都通過轉(zhuǎn)軸進行驅(qū)動，在非運行狀態(tài)下，轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)一定角度，網(wǎng)板與水流方向成一定角度，形成“H”型結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)可以使水流對網(wǎng)板進行沖洗，能夠有效去除懸掛在網(wǎng)板上的雜質(zhì)，對網(wǎng)板起到清潔作用；需要其進行工作時，通過系統(tǒng)調(diào)節(jié)可以使網(wǎng)板轉(zhuǎn)回至倒“V”狀態(tài)。

四、凝汽器端差改善措施

（一）定期進行換熱鋼管高壓清洗

在電氣系統(tǒng)中，長時間的運行會導(dǎo)致電氣系統(tǒng)內(nèi)部元件出現(xiàn)不同程度的老化，同時也會使管道內(nèi)不出現(xiàn)大量的污垢沉積，如果不能及時清除，則會使電氣系統(tǒng)性能下降。機器在定期使用過后要及時進行維護和保養(yǎng)，同時在利用檢修的機會，采用高壓射流技術(shù)對換熱鋼管內(nèi)部沉積的污垢進行清洗。利用該技術(shù)清洗后，換熱管道內(nèi)部絕大部分污垢可被清洗掉，清潔效果顯著。

（二）增大二次濾網(wǎng)通流截面

針對二次濾網(wǎng)堵塞的問題，可以采用增大濾網(wǎng)界面的方法來提高管道流量，減少濾網(wǎng)堵塞狀況發(fā)生。通過拆除舊的濾網(wǎng)及排污裝置并更換新濾網(wǎng)的方式來增大二次濾網(wǎng)通流截面。在濾網(wǎng)安裝時，應(yīng)當(dāng)同時配備排污裝置。其中，排污裝置能夠在電機運轉(zhuǎn)的過程中通過傳動軸帶動渦輪轉(zhuǎn)動，同時讓鏈接渦輪的刮板軸上的刮板旋轉(zhuǎn)起來，將二次濾網(wǎng)上沉積的雜物刮除，從而保持管線的暢通。

（三）對收球網(wǎng)進行改造以提高收球率

在電力系統(tǒng)凝汽器運行過程中，需要按照要求對膠球進行清洗，該過程中還需要對膠球大小、材質(zhì)等因素給予綜合考慮。同時還需要做好收球率的分工作，查看膠球是否丟球，是否全部參與工作。對收球網(wǎng)進行改造，需要從：受力合理、網(wǎng)板不變形及傳動軸穩(wěn)定三個方面進行改造。一般會將倒“V”收球網(wǎng)改為曲柄連桿收球網(wǎng)，由于曲柄連桿裝置的自由度為一，會按照一定的運動規(guī)律繞固定軸做回轉(zhuǎn)運動，這樣連桿便可以帶動收球網(wǎng)在兩個極限位置之間來回運動而不產(chǎn)生其他的運動狀態(tài)，由此可以實現(xiàn)收球網(wǎng)的穩(wěn)定收球與反沖洗，使收球網(wǎng)工作更加穩(wěn)定。

五、結(jié)語

通過對電力系統(tǒng)凝汽器端差過高的原因進行分析，并及時查找解決的方法，可以有效解決電力系統(tǒng)凝汽器端差異常問題，并讓電氣系統(tǒng)工作更加穩(wěn)定。在電氣行業(yè)中，電力系統(tǒng)作為最重要的硬件部分，在能源供給方面發(fā)揮著重要作用，因此，在電力系統(tǒng)的維護中，要重視凝汽器端差異常問題，并通過對異常原因進行分析，從而及時有效地解決該問題。