凝汽器真空影响因素分析与提高真空的对策研究

凝汽器真空影响因素分析与提高真空的对策研究

(南阳鸭河口发电有限责任公司河南南阳473000)

摘要:凝汽器试运以来,多次发生真空下降异常,甚至造成停机事故。与真空系统联系的系统、阀门很多,任何一个部位出现问题都可能导致真空下降,并且不易分析查找。所以,在涉及到与真空系统相关联的设备、阀门操作时,必须全面仔细考虑,防止影响真空。基于此,本文对凝汽器真空影响因素进行分析,并总结了提高真空的对策,以供参考。

关键词:凝汽器;真空;事故;控制

引言

凝汽设备在电厂凝汽式汽轮机组的热力系统中的功能主要体现在将汽轮机的排汽凝结成水。除此之外,作为整个热力循环中的冷源,凝汽设备还要在汽轮机排汽口建立并维持一定的真空。凝汽器真空是衡量机组热经济性的重要指标,真空过高或过低不仅对汽轮机装置的效率产生重大的影响,而且会影响汽轮机组的安全。因此研究凝汽器真空对提高整个汽轮机组的热经济性有着重大而积极的影响。

1凝汽器真空形成

在汽轮机机组启动阶段,凝汽器主要是通过抽气器把凝汽器中的空气抽出产生真空,因此该阶段产生真空的快慢与高低主要由抽气器的容量、性能及真空系统的严密性来决定。而在机组正常运行阶段,当有汽体排入凝汽器中,排汽在冷介质的冷却作用下凝结成水,其体积大大缩小,原来由蒸汽充满的凝汽器内就形成高度的真空。

2影响凝汽器真空的因素

2.1凝汽器内传热性能

凝汽器内传热性能主要包括以下改变方式:其一,蒸汽在管子外壁的凝结换热。凝汽器运行时,其饱和蒸汽温度对凝汽器排汽压力起决定性作用,其中冷却水热交程度对饱和蒸汽温度有一定影响作用。凝汽器蒸汽冷却过程中,管子外部会形成一层液膜,而设备运行中释放的热量要传递到冷却面,这一过程中会经过液膜,这就使液膜层成为了主要热阻,由此可以看出影响凝结换热的主要原因就是不凝结气体;其二,蒸汽在管子内外壁的导热凝汽器钢管的热阻比较小,其导热系数往往由尺寸和材质决定。冷凝器使用过程中,换热面上会被泥污和水垢等覆盖,这就形成了新的热阻,导致凝汽器换热性能下降,导热系数减小;其三,对流换热。影响对流换热热量传递和流动的因素,是引起对流换热系数改变的主要原因。其中,影响流动的因素包括流速、特征尺寸及物性参数,影响对流换热热量传递的因素则决定于物性参数。

2.2凝汽器冷却面积垢

凝汽器真空下降的原因之一,就是凝汽器冷却面积出现污垢。循环水水质欠佳,水中存在较多的杂质,这很容易导致凝汽器出现积垢,导致设备冷却效果下降。在检修中发现,导凝口排放的循环水不够清澈,里面经常存在一些泥石颗粒,如果不对循环水进行杂质处理,就会导致凝汽器积累的污垢越来越多,导致流体阻力变大的同时,也会降低凝汽器冷却效果,使中压蒸汽做功之后,不能及时冷却,抽空器因此承受的负荷较大,凝汽系统真空度会有所下降。

2.3凝汽器漏入空气量

由于空气导热性不好,且不凝结,当空气漏入后,将降低凝汽器换热效果。另外,因为有许多与凝汽器相连接的管道、加热器,再加上凝汽器面积很大,这就增大了凝汽器及其系统空气漏入的几率。从理论上讲,那些与凝汽器相通的容器、管道,其压力高于凝汽器真空又低于大气压,这些都可能是凝汽器漏入空气的原因。但实际运行过程中,某些容器管道内压力又不是一成不变的,例如本厂热网加热器内压力负荷高时为正压,负荷低时为负压,某些低压加热器也会出现这种现象。

3凝汽器真空下降的危害

其一,凝汽器真空下降,排汽压力升高,若要维持机组负荷不变,则应增大汽轮机的进汽量,从而引起轴向推力增大以及叶片过负荷。同时可能引起末级叶片过热和不正常的振动;其二,凝汽器真空下降,排汽温度相应升高。若排汽温度过高,使排汽缸受热膨胀,与低压缸一体的轴承被抬高,机组中心线偏移,破坏转子中心线的自然垂弧,引起机组强烈振动;其三,凝汽器真空下降,排汽温度大幅度升高时,凝汽器铜管因受热膨胀使胀口松动,使冷却水漏入凝汽器侧空间,导致凝结水质恶化。

4提高凝汽器真空度的对策

4.1加强骨干通信网网络优化的过程控制

优化前做好充分的网络分析、资源分析,对参与优化改造人员合理配置;优化过程中,各个站点人员听从中心站专责的统一指挥,由技术负责人进行全网的网络数据配置与监控,尽可能使系统业务少受影响,各个网管中心维护人员尽量避开对设备调整无关的维护操作;调测期间务必戴防静电手腕/防静电手套,按照规范进行,所有尾纤布放前必须做好标签,避免出现现场尾纤混乱的情况。

4.2清洗冷却面

对于冷却面污垢要及时处理,可以对冷却面采取干洗法和酸洗法进行清洗。在判断冷却面是否结垢的过程中,可以和冷却面洁净时的数据进行比较,如果冷却管阻力降低则表明冷却面结垢,结垢初期污垢较松,污泥较多,这种情况下可以选择干洗法,主要方法是:用除氧器里面的热水灌满凝汽器汽侧,并用风机吹干冷却管,当污垢出现龟裂时,用冷水冲洗污垢。而如果凝汽器冷却管内污垢较硬时,真空下降会较为严重,这种情况下应该选择酸洗的方式。在这一过程中,可以选择浓度5%的氨基磺酸为主洗剂进行循环清洗,对冷却管进行清洗。当腐蚀速率小于1g/m2h时,在主洗剂中加入0.5%的同缓蚀剂、0.2%氢氟酸、适量渗透剂,并保证水温大约为四十摄氏度,水流速度为0.1m/s。

4.3做好真空系统查漏工作

选择合适的时间对汽轮机负压系统进行查漏,主要方式是:在汽轮机负压系统中加入水和压力在0.03Mpa~0.044MPa之间的压缩空气。通过这一方式能够检查出负压系统中多个泄漏点,这时相关工作人员要对其做好记录,并及时消除;负压系统中盘根和法兰处存在泄露时,可以对法兰垫片和盘根进行更换,如果法兰密封面不平整,则需要对其进行修研。结合凝汽器实际情况,把真空系统的阀门设计成水封门,能够减少阀门盘根处漏气的情况。

结语

总之,引起凝汽器真空下降的原因有很多,应区别对待。通过实际观察和有关计算,发现冷却水温和凝汽器的传热系数对真空影响较大,为改善凝汽器的真空提供了理论依据。只要对汽轮机真空系统有针对性的开展工作,就可以使凝汽器真空有较大的提高,进一步降低汽轮机组的煤耗。

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