汽輪機凝汽器真空下降的原因分析解決問題方法
摘要:通過對汽輪機凝汽器真空下降的原因分析,,找出凝汽器真空下降的原因,提出-問題的方法及措施,提高凝汽器真空,,增加機組的經(jīng)濟-。
1概述
對于凝汽式汽輪機組,,需要在汽輪機的汽缸內(nèi)和凝汽器-建立-定的真空,,正-運行時也需要不斷的將由不同途徑-入的不凝結(jié)氣體從汽輪機及凝汽器-抽出。真空系-就是用來建立和維持汽輪機組的低背壓和凝汽器的真空,。同時汽輪機凝汽器真空是衡量機組經(jīng)濟-的-要指標(biāo),,凝汽器真空過高或過低,不僅對影響汽輪機的-率,而且也會影響汽輪機的安全,,一般的大型汽輪發(fā)電機組都設(shè)有凝汽器真空低跳閘保護,,因此,在熱力發(fā)電廠-是-個受到高度-視的指標(biāo),。研究這個課題,,對于提高汽輪發(fā)電機組的經(jīng)濟-具有積-的影響。
2汽輪機凝汽器運行-真空下降的原因分析
影響汽輪機凝汽器真空的因素有很-很-,,因為與真空有關(guān)的系-,、設(shè)備眾-。從大的方面來講主要有機組負(fù)荷的影響,、凝汽器-入空氣的影響,、高、低壓加熱器疏水的影響,、小機-入空氣的影響,、各高壓蒸汽疏水的影響、循環(huán)水流量及溫度的影響,、凝汽器真空泵出力的影響,、低壓軸封壓力的影響、凝汽器水位及凝汽器銅管冷卻-果的影響,、進入凝汽器的各個水封的影響等等,,下面就上述主要原因加以分析討論。
2.1機組負(fù)荷的影響
正-運行-,,對于電網(wǎng)-的調(diào)頻機組來講,,機組負(fù)荷是影響凝汽器真空--頻繁的因素之-。
機組負(fù)荷升高,,相應(yīng)的汽輪機低壓缸排汽量越大,,凝汽器熱負(fù)荷越高,凝汽器真空也會隨之下降,,如果凝汽器真空下降到-定的數(shù)值,,一般情況下都要限制機組出力,降低機組負(fù)荷,,借以維持凝汽器真空,。相反,機組負(fù)荷降低,,凝汽器真空就會升高,。另外,如果汽輪機組相應(yīng)的高,、低壓加熱器退出運行,,那么,,這部分蒸汽就會進入凝汽器,凝汽器相應(yīng)的熱負(fù)荷就會增大,,機組帶同樣的負(fù)荷-終排入凝汽器的蒸汽量就會增加,,引起凝汽器真空下降,相反,,加熱器的投運,,機組帶同樣的負(fù)荷-終排入凝汽器的蒸汽量就會減少,凝汽器真空也會隨之升高,。因此,,在相同的機組負(fù)荷下,高,、低壓加熱器的投停,,也會影響凝汽器的真空。
2.2凝汽器-入空氣量的影響
凝汽器-入空氣是熱力發(fā)電廠見的也是-頭疼的問題之-,。凝汽器-入空氣,,由于空氣不凝結(jié),又是熱的不良導(dǎo)體,,使凝汽器換熱-果大大降低,,從而降低了機組的經(jīng)濟-。由于連接到凝汽器的管道,、加熱器很-以及凝汽器表面很大,,整個凝汽器及其系--入空氣的幾率很大。因此,,其--查找起來也相當(dāng)困難,,如本人原工作過的十里泉發(fā)電廠#機組凝汽器真空偏低,成立了查真空-擊隊,,在7月份的高溫環(huán)境-詳細(xì)-查了近15天,但收-不大,。
但從理論角度分析,,凡是與凝汽器相通的壓力高于凝汽器真空但又-大氣壓的容器、管道,、閥門,、法蘭等都會是-入空氣的因素。在-際生產(chǎn)過程-,,這些容器,、管道等內(nèi)的壓力又不是-層不變的,又往往受到各種因素的影響,。例如我廠600MW機組-的#5,、#6低壓加熱器,在低負(fù)荷時成負(fù)壓,在高負(fù)荷時成正壓等等,。
總的來講,,能夠-入空氣的部位主要有以下幾個方面:
2.2.1凝汽器外殼
2.2.2高、低壓加熱器的事故疏水管道及閥門,、法蘭
2.2.3高加事故疏水?dāng)U容器
2.2.4低壓加熱器外殼
2.2.5低壓加熱器汽側(cè)疏放水管道及閥門,、法蘭
2.2.6低壓加熱器汽側(cè)啟動排汽管道及閥門、法蘭
2.2.7低壓加熱器汽側(cè)水位計
2.2.8有關(guān)系-至凝汽器的各個水封
2.2.9凝汽器抽空氣管道及閥門,、法蘭
2.2.10凝汽器真空破壞門及管道,、法蘭
2.2.11汽輪機低壓缸及結(jié)合面、低壓缸上部安全膜
2.2.12凝結(jié)水收集箱及其管道及閥門,、法蘭
2.2.13凝汽器放水門及其管道,、法蘭
2.2.14備用凝結(jié)水泵及其連接的管道、法蘭,、閥門,、盤根、濾網(wǎng)
2.2.15給水泵汽輪機排汽管道及其閥門,、法蘭
2.2.16凝汽器補水箱,、補水管道及其閥門、法蘭
2.3高,、低壓加熱器疏水的影響
高,、低壓加熱器疏水的影響主要表現(xiàn)在:由于事故疏水大部分為全開、全關(guān)型,,高,、低壓加熱器事故疏水-速打開時時,造成大量熱水-然進入凝汽器,,凝汽器熱負(fù)荷迅速增加,,從而使凝汽器真空-然降低。在一般情況下,,相對與凝汽器來說,,影響不會太大。但是,,如果高壓加熱器的事故疏水誤開,,使高壓加熱器水位-法維持,大量高溫,、高壓蒸汽直接排入凝汽器,,那么,不僅會使凝汽器真空大幅下降,,而且長期運行還會使高加水封損壞,,凝汽器的高加事故疏水?dāng)U容器遭到嚴(yán)-的熱沖擊,,嚴(yán)高時會使焊口等部件由于熱應(yīng)力過大而裂開,造成事故,。
2.4各高壓蒸汽疏水的影響
高壓蒸汽疏水的影響主要是高壓閥門在運行-如果誤開,,那么,高溫,、高壓蒸汽就會直接進入凝汽器,,凝汽器熱負(fù)荷迅速增加,從而使凝汽器真空-然降低,。如我廠#1機組試運時,,電建公司人員在校正汽輪機高壓缸上下缸溫度測高時,使下缸溫度比上缸溫度低了近65℃,,導(dǎo)致8個高壓疏水門聯(lián)動開啟,,機組負(fù)荷下降80MW,真空下降近2Kpa,。這種情況在運行-出現(xiàn)的幾率不是很大,。
但是,經(jīng)-出現(xiàn)的是高壓疏水閥門在運行-由于高壓蒸汽的沖刷而關(guān)閉不嚴(yán)-,,使部分高溫,、高壓蒸汽進入凝汽器,這部分蒸汽流量雖然不是很大,,但是這部分蒸汽為高溫,、高壓蒸汽,其焓值很高,,進入凝汽器,,焓降很大,從而對凝汽器排汽溫度影響很大,,使得凝汽器真空降低幅度較大,。因此許-電廠為了提高機組經(jīng)濟-,保-凝汽器的高真空,,將不嚴(yán)-的高壓疏水門截門手動關(guān)閉,,防止高溫高壓蒸汽進入凝汽器影響真空。
2.5循環(huán)水流量及溫度的影響
循環(huán)水作為汽輪機低壓缸排汽的冷卻介質(zhì),,其溫度、流量對低壓缸排汽溫度的影響以及對凝汽器真空的影響是舉足輕-的,。
正-運行-,,循環(huán)水溫度主要受環(huán)境溫度、風(fēng)力的影響,,環(huán)境溫度越高,、風(fēng)力越小,,那么,循環(huán)水在冷水塔淋水盤下落的過程-,,被風(fēng)帶走的熱量越少,,換熱-果越差,循環(huán)水溫降越小,,也就是說,,循環(huán)水溫度下降的越少,循環(huán)水溫度越高,,進入凝汽器后,,在凝汽器相同的冷卻-果下(即循環(huán)水在凝汽器的溫升-定的情況下)循環(huán)水出水溫度升高,其對應(yīng)的低壓缸排汽溫度升高,,引起凝汽器真空下降,。
其次,機組負(fù)荷對循環(huán)水溫度也有-定的影響,,機組負(fù)荷的影響是對凝汽器真空的影響在循環(huán)水溫度上的-種反映,,-面已經(jīng)介紹過了,這里不在贅述,。
-三,,冷水塔的配水方式對循環(huán)水溫度影響也很大。但是,,冷水塔的配水方式一般只有到冬天嚴(yán)冷的時候才會改變,,由全區(qū)配水切換為外區(qū)配水。其他一般情況下,,一般都會在全塔配水的方式下運行,,以保持冷水塔--出力,維持凝汽器較高的真空,。
循環(huán)水流量對真空的影響是立桿見影的,。循環(huán)水流量的影響主要受循環(huán)水泵出力的影響。正-運行-,,循環(huán)水泵起,、停運、跳閘或者由于某種原因使循環(huán)水流量-降,,-別是正-運行-,,運行循環(huán)水泵跳閘,其出口逆止門關(guān)閉不了或不嚴(yán),,循環(huán)水通過跳閘的運行泵,,直接回到了涼水塔,從而使凝汽器失去冷卻水,,那么凝汽器真空會迅速直-下降,,如果此時運行人員不果斷降機組負(fù)荷,、開啟備用循環(huán)水泵,就可能導(dǎo)致機組因真空低保護動作而跳閘,。
2.6凝汽器真空泵出力的影響
凝汽器真空泵的作用是當(dāng)凝汽器內(nèi)空氣含量-過-定值時,,凝汽器的真空就要被破壞,空氣的存在還影響循環(huán)冷卻水對排汽的冷卻,。在機組啟動時建立真空以及在運行-抽除從真空系-不嚴(yán)-處-入的空氣和未凝結(jié)的蒸汽,,維持所需要的真空。
凝汽器真空泵出力的大小表示了真空泵抽吸空氣和其他不凝結(jié)氣體的能力,,出力越大,,抽吸能力越強,使凝汽器能夠維持的真空也就越高,。反之,,能夠維持的真空也就越低。決定真空泵出力大小的因素很-,,除真空泵的功率因素外,,對于機械水環(huán)式真空泵,主要還有真空泵分離箱水位,、冷卻器的冷卻-果等等,。真空泵分離箱水位過高容易擠壞分離器,損壞設(shè)備,;真空泵分離箱水位過低,,真空泵出力就會下降。分離器溫度過高,,也會使真空泵出力下降,。
如果冷卻器冷卻-果-,則真空泵出力就高,。但在炎熱的夏季,,冷卻水取自開式水溫度較高,冷卻-果不-,,我廠小修-由工業(yè)水接-路至真空泵冷卻水,,夏季溫度高時摻工業(yè)水,冷卻-果明-提高,,凝汽器真空從而升高,。
2.7低壓軸封壓力的影響
汽輪機軸封大-都采用迷宮式,汽輪機低壓軸封蒸汽通過低壓缸軸封形成迷宮式汽封,,從而使外界空氣不能-入凝汽器內(nèi),,防止低壓缸因-空氣而降真空。低壓軸封蒸汽需要-定的壓力和溫度,低壓軸封蒸汽壓力過高會使軸封蒸汽外-和內(nèi)-,,外-影響環(huán)境、造成汽輪機潤滑油-進水,,內(nèi)-過-也會使真空下降,。低壓軸封蒸汽壓力過低則迷宮強度降低,外界空氣就會通過汽輪機的大軸-入凝汽器降低凝汽器真空,,因此運行--須保-正-的軸封壓力,。
2.8凝汽器水位及凝汽器銅管冷卻-果的影響
凝汽器水位過高,減小了汽輪機低壓缸排汽空間,,減小了換熱面積,,從而使低壓缸排汽溫度升高,凝汽器真空降低,。另外,,凝汽器水位過高,還會造成凝結(jié)水過冷,,降低機組的經(jīng)濟-,。凝汽器水位過低,會影響凝結(jié)水泵的安全運行,,因此,,凝汽器要保持-定的水位,過高或過低都是不可取的,。衡量凝汽器傳熱-果的-個-要指標(biāo)是凝汽器端差,,端差的大小表明了凝汽器傳熱-率的高低。凝汽器端差與冷卻水-溫度,、銅管表面的清潔程度(表面結(jié)垢或臟污會影響傳熱-果,,使端差增大)及凝汽器有沒有積聚的空氣(空氣和水蒸氣-合物對銅管表面的放熱系數(shù)很低,妨礙傳熱)等因素有關(guān),。
2.9進入凝汽器的各個水封的影響
由于經(jīng)過化學(xué)處理的除鹽水成本較高,,對于整個機組的正-排放水來說,如果不加以回收,,浪費是很嚴(yán)-的,。因此,各個熱力發(fā)電廠都對正-排放的除鹽水加以回收,。為了回收這部分除鹽水,,設(shè)置了與凝汽器相通的疏水器,為了防止空氣通過疏水器進入凝汽器,,疏水都通過水封與凝汽器相通,。
如果水封水位過低或者故障,空氣就會通過水封直接進入凝汽器,,從而造成凝汽器真空下降,。如我廠#1機組汽泵-封水回水至凝汽器A水封設(shè)計高度不夠,,雖然試運過程-改造了-次,但仍然偏低,,水封不能保持,。#1機組小修時在汽機房0米水封-回水管道處安裝了-塊壓力表,用來監(jiān)視水封工作情況,。正-壓力表指示應(yīng)在微正壓,,如指示正壓偏高,說明-封水回水不暢,,汽泵-封水有向外-水的可能,;如指示負(fù)壓偏高,說明水封內(nèi)不能保持正-水位,。
1月28日發(fā)現(xiàn)壓力表指示—80Kpa,,從汽泵-封腔6個放氣孔處向內(nèi)嚴(yán)-吸氣。經(jīng)過向水封注水,、調(diào)整,,凝汽器真空大幅度提高,注水-后數(shù)據(jù)比較:注水-:機組負(fù)荷430MW,,凝汽器真空DCS 97.5/97.7 Kpa,DEH 95.07 Kpa,給煤量175T/H,,凝水溶氧35; 注水后:機組負(fù)荷431MW,凝汽器真空DCS 99.26/99.23 Kpa,DEH 96.7 Kpa,給煤量169T/H,,凝水溶氧27,。
3-問題的方法和措施
運行-凝汽器真空下降的原因有很-,上面已經(jīng)作了分析,,針對上述運行-凝汽器真空下降的因素,,提出以下措施或-方法:
3.1針對機組負(fù)荷的影響
-而易見如果凝汽器真空降低到-定的-限,則應(yīng)降低機組負(fù)荷,,以維持凝汽器的-低真空,。
3.2針對凝汽器-入空氣量的影響
通過上面的分析可知,凝汽器-入空氣的-,、面很-,,只要查到-入-,將-入-堵死,,問題就可-,。
3.3針對高、低壓加熱器疏水的影響
高,、低壓加熱器疏水問題主要靠水位基地調(diào)節(jié)儀的可靠動作來-,。在設(shè)備運行-,主要通過加強就地巡回-查高、低壓加熱器水位,、-心監(jiān)視高,、低壓加熱器的壓力、溫度,、疏水溫度,、加熱器端差、水位等參數(shù),,及時發(fā)現(xiàn)異-情況,聯(lián)系維護人員加以-,。
3.4針對各高壓蒸汽疏水的影響
加強對各高壓蒸汽疏水控制系-的監(jiān)視與維護,,保-各高壓蒸汽疏水動作正確-;在保-機組安全,、沒有十分-要的情況下,,及時關(guān)閉高壓疏水,以-高壓蒸汽對閥芯長時間沖刷,。-旦出現(xiàn)高壓蒸汽疏水關(guān)閉不嚴(yán)-的情況,,應(yīng)關(guān)閉其-手動隔離門,如出現(xiàn)機組跳閘等需要打開疏水的情況,,則立即到就地打開根據(jù)需要-手動隔離門,。
3.5針對循環(huán)水流量及溫度的影響
循環(huán)水溫度受氣候、天氣的影響很大,,這是我們-法改變的,。但是,我們可以通過改變冷水塔,、循環(huán)水泵的運行方式加以彌補,。如在夏天,我們可以通過加開循環(huán)水泵,,增大循環(huán)水流量來彌補循環(huán)水溫度高的影響,,用冷水塔全塔配水,來增大散熱面積,,降低循環(huán)水溫度,。在冬天,凝汽器真空很高的情況下,,減少運行循環(huán)水泵臺數(shù),,節(jié)約廠用電。用冷水塔外區(qū)配水,,減小散熱面積,,以提高循環(huán)水溫度;或者用打開冷水塔旁路門,調(diào)節(jié)循環(huán)水溫度,。在循環(huán)水泵事故跳閘的情況下,,循環(huán)水流量急劇下降,凝汽器真空也會急劇下降,,這種情況,,應(yīng)立即確認(rèn)泵出口蝶閥關(guān)閉,否則,,立即就地手動關(guān)閉,,同時,立即啟動備用循環(huán)水泵,、備用凝汽器真空泵,,通過機組RB自動-速減負(fù)荷,否則,,手動跳閘磨煤機,,關(guān)小汽輪機調(diào)速汽門,-速減低機組負(fù)荷,,以維持凝汽器真空在機組保護跳閘值以上,。
3.6針對凝汽器真空泵出力的影響
根據(jù)對凝汽器真空泵出力的影響分析,-旦真空泵出力下降,,則應(yīng)-查真空泵分離箱的水位是否正-,,否則,通過對分離箱補水或放水,,是分離箱水位維持在正-范圍內(nèi),。如真空泵分離箱溫度過高,則應(yīng)增大其冷卻水流量,,降低冷卻水溫度,,使分離箱溫度維持在正-范圍內(nèi)。在夏季如果冷卻器有工業(yè)水供應(yīng),,可開啟工業(yè)水進行冷卻,,提高真空泵出力。
3.7針對低壓軸封壓力的影響
通過對軸封壓力的影響分析,,可以看出,,軸封壓力應(yīng)維持在-定水平上,如軸封壓力過低,,可以通過開大軸封汽-(一般有冷再供汽,、輔汽供汽、主蒸汽供汽等),,提高軸封壓力,。正-運行-,,一般靠高壓軸封-汽供至低壓軸封,上述三種汽-只起輔助備用,。但是,,-旦機組跳閘,高壓軸封-汽,、冷再供汽,、主蒸汽供汽汽-將會失去,需要立即就地打開輔汽供軸封用汽,,以保-軸封壓力,。
3.8針對凝汽器水位及凝汽器銅管冷卻-果的影響
凝汽器水位的調(diào)整主要通過凝汽器補水來調(diào)節(jié),如果凝汽器補水來調(diào)節(jié)閥故障,,則應(yīng)通過其調(diào)節(jié)閥的旁路閥手動調(diào)節(jié),。水位過高,關(guān)閉補水,,水位過低,開大補水,,保-凝汽器水位維持在正-水位,。
凝汽器銅管冷卻-果差一般采用投用凝汽器膠球清洗,用膠球?qū)⒛餮h(huán)水銅管內(nèi)的污垢帶走,。銅管污垢嚴(yán)-的話可以通過凝汽器反沖洗清除銅管內(nèi)的污垢,,這種情況一般在機組負(fù)荷較低的情況下,將凝汽器循環(huán)水側(cè)半邊隔離,,利用循環(huán)水反向流動沖刷,,清除凝汽器銅管內(nèi)的污垢。具體步驟如下:
A.凝汽器半側(cè)清洗:
(1)運行-發(fā)現(xiàn)凝汽器水管泄-或凝汽器水側(cè)污臟時,,可單-解列,、隔--組凝汽器。
(2)待停用-組凝汽器膠球裝置收球-,,膠球泵停止運行,,并將該組膠球清洗程控出系。
(3)根據(jù)凝汽器真空情況,,機組減負(fù)荷至60%,。
(4)關(guān)閉停用側(cè)凝汽器的抽空氣門。
(5)關(guān)閉停用側(cè)凝汽器循環(huán)水進水門,,注意運行凝汽器水側(cè)壓力不 -過0.32MPa,,凝汽器真空不--86kPa,排汽溫度不大于54℃,。
(6)關(guān)閉停用側(cè)凝汽器循環(huán)水出水門,。
(7)若二臺或三臺循環(huán)水泵運行時,,可停用-臺循環(huán)水泵。
(8)開啟停用-組凝汽器水側(cè)放水門及放空氣門,,注意地溝污水水位和污水泵運行情況應(yīng)正-,。
(9)將停止側(cè)循環(huán)水進、出水門停電,。
B.隔-注意事項
(1) 停用-組凝汽器循環(huán)水壓力到-,,應(yīng)緩慢打開該組凝汽器人孔門。
(2) 由于凝汽器水管泄-而隔-,、并停用-組凝汽器時,,在打開該組凝汽器放水門和人孔門時,應(yīng)-別注意凝汽器真空的變化,。
(3) 在隔-操作過程-,,若發(fā)生跌真空,應(yīng)立即停止操作,,增開備用真空泵,,進行恢復(fù)處理。
C.凝汽器半側(cè)清洗后的投運操作:
(1)-查確認(rèn)凝汽器工作全部-,,工作人員已撤離,,所有工具及-圾均已取出。
(2)關(guān)閉人孔門和凝汽器水側(cè)放水門和循環(huán)水回水管放水門,,并給循環(huán)水進,、出水門送電。
(3)開啟凝汽器循環(huán)水出水門,。
(4)逐漸開啟凝汽器循環(huán)水進水門,,直至全開,空氣趕盡后,,關(guān)閉放空氣門,,注意循環(huán)水母管壓力,根據(jù)需要增開-臺循環(huán)水泵,。
(5)凝汽器水側(cè)投入正-后,,緩慢開啟凝汽器空氣門直至全開,監(jiān)視凝汽器真空變化,。
(6)汽器真空正-后,,可恢復(fù)機組負(fù)荷。
(7)膠球清洗裝置的程控入系,。
3.9針對進入凝汽器的各個水封的影響
進入凝汽器的各個水封-須保持-定的水位,,如果水位過低,則開大水封補水,,如仍維持不住水封水位,,則應(yīng)將水封暫時隔離,,帶水封水位穩(wěn)定后再行投入水封。
4-語
在熱力發(fā)電廠-際工作-,,影響凝汽器真空的因素很-,,也很復(fù)雜,一般會有-個因素共同影響,,-問題的方法也很-,,有時用看似很土的方法卻能-問題,因此,,主要還是根據(jù)現(xiàn)場的-際情況,,采取靈活-樣的方法,-生產(chǎn)現(xiàn)場-存在的-際問題,。以上通過對凝汽器真空下降的原因分析,,找出了-問題的方法,希望能對-際工作有所幫助,。
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