汽轮机真空降低的原因分析及处理

汽轮机真空降低的原因分析及处理

(内蒙古锡林郭勒白音华煤电有限责任公司铝电分公司自备电厂内蒙古026200)

摘要:对汽轮机运行过程中真空下降的原因进行分析,并且对其进行技术整改以及调整,这样可以有效地将机组的真空提升上去,不仅可以确保机组迎高峰度夏的安全性以及稳定性,也可以降低能源消耗及生产成本。

关键词:真空;下降;真空泵

1汽轮机运行过程中真空下降的原因

真空度是影响汽轮发电机组经济运行的主要技术参数和经济指标,汽轮机真空的变化,对汽轮机的安全与经济运行有极大的影响。汽轮机真空下降造成可用焓降减少,真空每降低1%,出力降低也将近1%。由于排汽温度增高将会使固定在排汽缸上的轴承座中心上移,引起汽轮机组中心改变,产生振动。凝汽器铜管产生热应力和热变形从而引起铜管泄漏和损坏,同时还会引起排汽缸变形,末级叶片产生脱流及旋流,产生较大的激振力,有可能损坏叶片,造成事故。尤其在启动阶段如出现真空系统异常,轻则造成启动时间延长不能如期并网,增加燃料消耗和环保风险,重则造成启动失败或机组并网后发生非停。影响真空下降的因素较多,如处理不当,就会使汽轮机受到伤害[1]。对汽轮机真空造成影响的因素非常多,如果从大的方面来看,主要就是受到机组负荷的影响以及空冷岛漏入空气的影响,或者是由于高低压加热而造成的影响以及温度或者是真空泵处理所造成的影响。

1.1机组负荷的影响

在汽轮机处于正常运行情况下,机组负荷对真空所造成的影响是比较严重的。如果机组的负荷变得越来越高,汽轮机低压缸的排气量也会随着增加,这样就使空冷岛的热负荷变得比较高,从而使得机组的真空下降。当机组的真空下降到一定值的时候,可以通过降低机组负荷的方式而对机组的真空进行维护。除此之外,如果汽轮机组的高低压加热器不在运行,这部分蒸汽就会进入到空冷岛当中,从而将空冷岛的热负荷增加,机组的负荷最终排入到空冷岛的蒸汽量也会随着增加,使得真空有所下降。相反,如果加热期初与运行当中,机组如果带同样的负荷最终排放到空冷岛当中的蒸汽量就会随之减少,这样会使得真空随之增加。

1.2空冷岛漏入空气量的影响

当空冷岛当中有空气漏入,由于空气是不会发生凝结的,而且也很难对热量进行传导,这样就会降低空冷岛的换热效果,从而将整个机组的经济性降低。由于空气进入到空冷岛的管道当中,使得整个空冷岛以及系统漏入非常多地空气,因此在对漏点进行查找过程中也会显得比较麻烦。

1.3高压蒸汽疏水的影响

高压蒸汽疏水之所以会对机组真空造成一定的影响主要就是机组运行过程中会对疏水门无靠,这样就会使得高低压蒸汽直接进入到排气装置当中,从而降低机组的真空。经常遇到的情况就是高压输水阀门在正常运行过程中,由于受到高压蒸汽的长时间冲刷,而没有非常严密的进行关闭,这样在凝汽器当中就会出现非常多的高温高压气体,对于这部分气体而言,虽然流量不是非常大,但是由于呈现出高温高压状态,具有非常高的焓值,使得排气装置的焓值下降非常严重,这样对排气温度就会造成比较严重的影响,使得机组真空大幅度降低下去。从这个角度上看,为了确保整个机组运行过程中的经济性,而且确保真空度高,应该对密封堵不是非常高的高压输水阀门安装手动门,这样就可以预防高温高压气体进入到排气装置而对机组的真空造成影响。

1.4温度造成的影响

在机组处于正常运行情况下,空冷岛受到温度以及风力的影响是比较严重的。如果环境的温度是较高,而且风力较小,空冷岛的换热效果就会变得非常差,与其相对应的低压缸排气温度也会随之增加,使得机组的真空有所下降。当处于夏季时,可以对空冷岛进行物理降温或者是对喷淋装置进行有效应用,这样就可以将空冷岛的温度降低,从而减少机组出现真空的概率。

1.5真空泵处理量的影响

对于真空泵而言,最主要的任务就是机组在启动的时候对真空环境进行建立,以及在机组运行过程中将真空系统不严密位置所漏入的空气以及没有凝结的蒸汽抽取干净,从而可以对所需要的真空进行维持。真空泵处理的大小可以直接对真空泵抽取空气的能力进行显示,如果真空泵的处理量比较大的,则具有非常强的抽吸能力,这样就可以使得机组维持必要的真空但能够维持的真空也会变得非常有限。能够对真空泵处理大小影响的因素是非常多的,不仅受真空泵功率因数的影响,而且也会受到真空泵汽水分离器水位以及冷却器的冷却效果的影响。如果真空泵的汽水分离器水位较高,就会使得空气以及不凝结气体的通道变得非常小;相反,如果真空泵汽水分离器的水位较低,就会使得真空泵的处理量变得非常小。

1.6轴封形成的影响

汽轮机低压轴封蒸汽会通过低压缸轴封齿形,减少环境当中的空气进入到排气装置当中的概率,确保低压缸不会漏入空气时的机组的真空降低。对于低压轴封蒸汽而言,是需要一定的温度以及压力的,当压力处于比较高的状态,会使得轴封蒸汽出现外漏以及内漏情况,如果出现外漏,会对周围环境造成一定的影响,如果出现一定的内漏,也会使得真空出现一定的下降。

2解决问题的具体办法与措施

2.1针对空冷岛漏入空气量的影响

从上面的分析可以发现,空冷岛漏入空气具有非常多的点和面,因此需要对漏入点进行查找,然后将其堵死,这样就可以很好地解决问题。

2.2针对各高压蒸汽疏水的影响

应该将所有的高压蒸汽疏水控制系统的监控能力提升,确保所有的高压蒸汽疏水动作是非常正确的,而且还应该确保整个机组是非常安全的,如果不是遇到非常紧急的情况,可以对高压疏水阀门进行关闭,这样就可以减少高压蒸汽对阀门的长时间冲刷。

2.3冲洗凝汽器抽真空系统

凝汽器抽真空系统的管道、汽水分离器等均采用碳钢材料。在凝汽器真空泵启动前,应对真空泵组的汽水分离器、泵体及其相连接的管道进行冲洗。冲洗水为除盐水,首先对汽水分离器、泵体及其相连接的管道进行注水,至高水位,静置后通过汽水分离器、泵体的排污管进行排放,经多次充放,直至排水水质清澈透明、无杂质。

2.4汽水分离器的水位控制

汽水分离器的补水分别来自除盐水系统和凝结水系统。机组正常运行时,使用凝结水作为补水水源。汽水分离器的液位由补水电磁阀控制,当汽水分离器的水位低于160mm时,补水电磁阀被打开。当水位达到正常液位250mm时,补水电磁阀关闭。当汽水分离器的液位低于80mm时,发出液位低Ⅱ的报警信号,同时,该真空泵跳闸。当汽水分离器的液位高于440mm时,发出液位高Ⅱ的报警信号,同时,该真空泵跳闸。

结语:

真空泵密封水的冷却水,取自闭式冷却水系统。当机组正常运行时,闭式冷却水系统的冷源为海水,温度一般在35℃,而降低真空泵密封水的温度,一方面可增大凝汽器真空泵的抽吸能力,有利于提高凝汽器真空度,另一方面,增大了真空泵的气蚀余量。因此建议,在合适时机,可将凝汽器真空泵密封水的冷却介质,由闭式冷却水变更为海水直接冷却,或由其它冷却水系统提供。

参考资料:

[1]廖亚民.AP1000核电厂常规岛系统初级运行[M].北京:原子能出版社2011.

[2]胡伟卿,罗吉江.AP1000核电凝汽器的技术特点[J].电站辅机,2017,38(1):5-8.

[3]翦天聪.汽轮机原理[M].北京:水利电力出版社,1985.

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