汽轮机真空偏低原因及提高真空的措施.doc

汽轮机真空偏低原因及提高真空的措施1、概述汽轮机凝汽器真空状况不但影响机组运行的经济性，往往还限制机组出力。例如125MW汽轮机组，当其他运行条件不变，如真空由96KPa降低到93KPa，则耗煤也要增加12.54Kg/Kwh；又如200MW汽轮机组当真空由96KPa降低到93KPa时，则耗煤也要增加12.54Kg/Kwh。由此看出，在火力发电厂中，应把汽轮机凝汽器真空问题作为重要的节能方式作为研究。根据各厂的具体情况，制定出提高真空的确实可行措施，以保证机组的安全经济运行。2、汽轮机凝汽器真空偏低的主要原因汽轮机凝汽器系统的真空问题与热力系统的设计合理与否、制造安装、运行维护和检测的质量等多种因素有关，必须根据每台机组的具体情况进行具体分析。汽轮机凝汽器真空偏低的主要原因有：1.汽轮机真空系统严密性差，对大型凝汽器的真空系统，其漏入的空气量一般不应超过12Kg/h15Kg/h。有的机组运行中，实际漏入的空气量远远超过这个数值，竟达到40Kg/h,升至更大，对汽轮机组的真空影响很大。电力部部颁标准规定，汽轮机真空下降速度平均每分钟不大于266Pa/min399Pa/min。然而，有许多机组在做严密性实验时，其真空下降速度大大超过这个规定，有的竟达1000Pa/min2000Pa/min，有的国产200MW机组，真空下降速度达到了2700Pa/min4000Pa/min，还有的个别机组，根本无法做真空严密性实验，这说明真空系统漏气太大。对200MW汽轮机组，当真空系统每漏入11Kg空气时，则真空度要下降1%。漏空的主要部位有：低压汽缸两端汽封及低压汽缸的接合面，中低压汽缸之间连接通道的法兰连接处，低压汽缸排气管与凝汽器喉部联接焊缝，处于负压状态下工作的有关阀门、法兰等处。2.设计考虑不周或循环水泵选择不当。循环水泵出力小，使实际通过凝汽器的冷却水量远远小于热力计算的规定，从而影响真空。一般凝汽器的冷却倍率m应为5060，对大型凝汽器，该冷却倍率还要适当大些。而有的机组选取的冷却倍率比上述推荐的最佳值小了很多。例如华东地区某一座总装机容量为1300MW的特大型火力发电厂，装有125MW4+200MW4，计入台机组，其中，125MW机组，由电力设计院进行设计。上海汽轮机厂规定要求通过凝汽器的冷却水量为17800t/h,汽轮机低压汽缸排入凝汽器的蒸汽量为290t/h，冷去倍率m=W/D=17800/290=61.4。而每台125MW汽轮机组选配了2台48sh22型循环水泵，一台运行，一台备用。循环泵出水量为11000t/h，其中尚有1000t/h的冷却水供给冷油器、发电机空冷器、发电机水冷器、部分辅机轴承冷却水和射水箱补水等使用，实际通过凝汽器的冷却水量只有10000t/h，实际冷却倍率m=10000/290=34.48，几乎只有要求冷却倍率的一半左右，使得实际通过凝汽器的水量少了很多，使机组真空度长年偏低，尤其在夏季，机组真空更差，被迫减负荷运行。3.凝汽器钢管内严重结垢，恶化传热效果，使机组真空降低。尤其是当钢管内结有较厚的的硬垢后，凝汽器钢管整体的传热系数呈直线下降。对于用江水、河水、湖水、水库水等作循环水的补充水源时，凝汽器钢管内结垢较软，容易除掉。对于地表水较缺乏的内陆火电厂，往往用硬度较大的地下水作为循环水的补充水源，如处理不当，则凝汽器钢管内较易结成较厚的坚硬的硬垢，较难除掉，对机组真空影响很大。据对125MW汽轮机组实验证明：当钢管内结垢厚度达1.2mm1.5mm时，在同样的冷却水条件下，使汽轮机真空降低6.66KPa，增加发电耗煤10g/Kwh15g/Kwh。4.凝汽器钢管口（进水侧）被大量的贝壳、碎木片、石块、水泥块、塑料布、杂草等杂物堵死，使冷却水不能通过，使机组真空下降，机组不能满负荷运行。5.由于循环水中菌类含量过多，为采取有效的杀菌措施，造成循环水中微生物繁殖加快，凝汽器钢管内存有大量粘性体，恶化钢管传热效果，使机组真空变差。6.射水抽气器工作不正常，影响机组真空。射水抽气器的效率与射水箱水温度密切相关。实验证明：当射水温度在27以下时，温度的改变对抽气器效率的影响很小，当射水温度超过28时，射水温度的升高引起抽气器效率明显下降。射水抽气器的特性关系如下：PH=Pn+RBTP/VBGH而Pn=f（tp）式中PH射水抽气器吸入室压力Pn抽气器工作水温下的饱和压力VB吸入空气的容积流量RB空气的气体常数GH吸入空气的重量流量tp工作水温度因Pn是随工作水温的升高而升高，所以射水抽气器吸入室压力Pn随工作水温的升高而升高。因此在一定的工作水压条件下，由于工作水温的升高，引起吸入室压力Pn升高，其值等于工作水温所对应的饱和压力。某电厂曾对一台200MW汽轮机组做射水抽气器特性实验，当其它参数及工况一定，当射水抽气器的工作水温有39降至35时，其机组真空值由89.86KPa提高到91.2KPa。由此看出，射水抽气器的工作水温对汽轮机组的真空影响还是很明显的。7.回热系统运行不正常，高低压加热器及其疏水系统不能按设计要求投入运行，与凝汽器汽侧相同的有关阀门运行中不严，增加凝汽器运行中的热负荷，降低凝汽器真空。8.汽轮机轴封供汽系统设计不合理，有的汽轮机组的高中压缸和低压缸轴封供汽管道设计或一根共用轴封汽供汽管，造成低压缸两端轴封供汽量不足。使空气从低压轴封处漏入凝汽器，降低凝汽器真空。对某电厂的200MW汽轮机组做实验，当把轴封供汽压力由79.46KPa提高到101KPa，则凝汽器真空可提高4.533KPa。9.冷却塔冷却面积设计偏小，冷却塔的配水槽及淋水孔、溅水碟等被脏物堵塞，冷却效果变差，冷却后的水温偏高，使真空降低。10.对有冷却水的二次循环水冷却系统，冷却塔出口至循环水泵进口间的循环水为管上的平板滤网被脏物堵塞，使循环水冷却水量在减小，影响机组真空。11.在河边、湖边、江边、水库变设置的循环水中心补水泵房进口滤网被杂物堵塞，造成总补水量减少，影响机组真空。12.凝汽器高水位运行，淹没了下部部分水管，使该部分水管失去冷却作用。13.循环水温度比制造厂设计规定值偏高，影响机组真空。对一台200MW汽轮机在冷却倍率满足设计要求，系统比较清洁的情况下，如循环冷却水温度有30升到33，则汽轮机真空度降低1.47KPa，煤耗比约增加1.4%。14.凝汽器未设计胶球清洗系统或虽有胶球清洗系统，由于设计、安装、检测和运行维护不当等多种原因，使胶球清洗系统不能正常运行，失去该装置应有的作用，或胶球规格质量不符合要求，起不到清洗作用，或胶球规格质量不符合要求，起不到清洗作用。15.循环水排污、加药处理不正常，使循环水浓缩倍率偏高。16.汽轮机设计效率偏低，汽耗增大，排入凝汽器汽量增加，从而增加了凝汽器的热负荷，降低凝汽器真空。17.汽轮机二级旁路系统的有关隔离阀门不严密，运行状态下漏气，使凝汽器真空降低。上述仅就汽轮机凝汽器真空的主要原因作一简单介绍，其他有关因素在此不再一一阐述。3、提高汽轮机的主要措施1.做好真空系统查漏工作，对泄露点加以清除。大型汽轮机真空系统较复杂，真空系统不严密出较多，机组在运行状态下，对真空系统查漏具有一定的难度。如发现低压汽缸结合面及两端轴封体结合面有漏空时，则可以在结合面上开一宽5毫米，深8毫米的密封槽，槽中填石墨盘根，密封效果较好，在机组大修、小修、临修、节假日调停时，要对汽轮机负压系统进行高位灌水结合充一定压力的压缩空气（0.03MPa0.04MPa）进行查漏，可以查处负压系统许多泄露点，详细做好漏点记录，予以认真消除。负压系统阀门的法兰或盘根出泄露时，可以更换盘根、法兰垫片，如法兰盘密封面不平，则要对其进行修研。根据机组具体情况，将真空系统阀门改为水封门，以提高阀门盘根出的严密性。机组在运行状态下，可以在负压系统的有关阀门的盘根和法兰处充以氦气或氟利昂气体，用检漏仪在射水箱上部排气口进行检查，如检漏仪报警，则说明充气体的部位泄露，应予以消除。如检漏仪不报警，则说明充气部位不漏。用此方法对真空系统的有关阀门、法兰、有关焊口逐一进行检查，定能收到明显效果。2.关于循环冷却水水量问题；凝汽器的冷却倍率不能低于5060；对自然气温常年偏高的地区，冷却倍率应适当高些。对新建电厂，必须按这一原则进行循环冷却水系统的设计。对已投产的机组，可以视具体情况，对循环冷却水系统设备进行技术改造，已增加冷却水量，改善机组真空状况。3.关于凝汽器钢管结垢问题的处理:如凝汽器钢管内壁已结较明显的硬垢，则可以利用机组停投机会，采用高压水射流技术对铜管进行高压水冲洗，冲洗压力的高低视铜管结垢具体情况予以调整。对结硬垢特别严重的机组，可以用化学酸洗方法进行除垢处理。对于用硬度大的地下水作为循环冷却水的补充水时，关键是认真做好循环冷却水的加药处理工作，降低补充水的硬度，减缓钢管结构，可以用于干洗法或用高压水将其去除。4.关于凝汽器钢管被杂物堵塞问题：对建在江、湖、河、水库边的中心补水泵房，其进口滤网应采取旋转滤网，要加强滤网的清理和维护。冷却塔出口至循环水泵进口的平板滤网的通流面积要适当放大，网孔截面要适当缩小。对于未设计二次滤网的闭式循环系统可视具体情况增设二次滤网。对于运行机组，可以在夜间低谷时，停掉半边凝汽器，打开人孔盖，将铜管上的杂物去除后再恢复运行。5.对循环水中含菌量大的，要采取适当的杀菌措施，防止微生物蔓延滋生。6.关于射水箱内水温调整问题：可以采用加大射水箱的补水和排水，适当调节水箱水温。射水箱的排水可用排水泵打入循环水圆管去冷却塔进行冷却。在炎热的夏季，射水箱内尽量补充温度较低的地下水，河水或江水、湖水。射水抽气器下部的辅助抽气器严防接抽轴封回汽。7.关于轴封汽源设计问题：汽机的高中压缸轴封供汽管和低压汽缸的轴封供汽管要分开设计，保证低压轴封有足够的供汽汽源。8.及时消除回热系统的设备缺陷，保证回热系统的正常运行。9.加强对循环水系统中有关滤网的清理维护。根据运行经验，当滤网进口和出口的水位落差达10厘米时，则滤网要及时清理。10.加强对冷却水的维护管理，利用机组停机机会，及时清理塔内脏物。在机组大小修时，要将冷却塔水池内的淤泥清理干净。11.加强循环水的加药、排污、杀菌等综合治理工作，提高循环水质量。12.禁止将轴封回汽室接至射水抽气器的排水管上。因为当大量汽气混合物进入增加，增大了射水抽气器的排水阻力，改变了排水管背压，吸水室压力升高，使射水抽气器抽吸能力下降，影响机组真空。曾对某台机组做干空气实验，抽吸干空气量为94Kg/h,水温为20，射水抽气器拉轴封回汽时，吸水室压力为5.45KPa；射水抽气器不抽轴封回汽时，吸水室压力为4.38KPa。某电厂对一台200MW汽轮机的射水抽气器的排水管由接抽轴封汽改为不接抽轴封回汽，机组真空提高了0.67KPa，降低电煤耗1.5g/KWh。13.加强对凝汽器胶球清洗装置的维护管理，提高清洗装备的清洗效果。（关于胶