真空度下降原因

1、燃机电厂#1汽轮机真空度恶化的原因探讨【摘要】本文就燃机电厂#1汽轮机出现的真空度恶化、凝汽器传热端差增加、凝汽器过冷度升高等问题进行了分析探 讨，并提出排除故障的方法和消除缺陷的措施，以提高机组安全运行水平。【关键词】凝汽设备真空端差过冷却度0刖5燃机电厂#1汽轮机是#1燃气轮机联合循环节能改造工程的新增项目，利用燃气轮机的排气余热，经余热锅炉产生高温 蒸汽推动汽轮机做功。余热锅炉为杭州锅炉厂生产的双压无补燃型自然循环锅炉，额定蒸发量为66t/ho汽轮机为南京汽轮机厂生产的L18 3.43 3型中压、单缸、冲动凝汽式汽轮机，额定负荷18MW/自2002年5月朗肯循环投产以来运行效果良好，经济

2、效益甚佳。但近期汽轮机出现了真空恶化的状况，根据我 们的运行维护管理实践，木文就#1汽轮机凝汽器真空降低的原因进行了分析探讨，以说明排除故障的方法和消除缺陷所采 取的措施/1凝汽设备燃机电厂#1汽轮机的凝汽设备由列管表而式凝汽器、循环水泵、凝结水泵、射水抽汽器以及将这些 设备由管道和附件连接起来的汽水系统组成。凝汽器的作用是建立维持汽轮机排汽器的高度真空，将在汽轮机中做完功的蒸汽排出压 力尽可能的降低，从而使蒸汽在汽轮机中的焙降达到最大，以提高汽轮机的工作效率；另一个作用是把汽轮机做功后的排 汽冷却凝结成优质水，再送回余热锅炉循环利用/1. /竝汽轮机冷凝器的构造简图1231 2 1 610进

3、进水水13出水一 LI1/ L1/11111-1111*1出水1出水管2-外壳3进汽口 4后水室5-一水室盖6管板7一-隔板8-弹簧支架9-一积水箱10-进水管11-前水室12-冷却管13抽汽管水室设置在壳体的两端，内有管板及分程隔板，形成分列式二流程，外端盖板上开有人孔，便于检查冷却管。在汽室部分，为减少冷却管的弯曲，消除其在运行中的振动，在汽室空间的冷却水管中部隔定距离设中间隔板来支撐管子，共五块，每块厚20mm。凝汽器与排汽后缸采用刚性连接（即排汽接管）本身的重量及水重通过压缩弹簧支撐在基础上，其上下方向的热膨胀靠弹簧来补偿。1. 2射水抽汽器燃机电厂#1汽轮机的射水抽汽器主要由工作入口

4、水室、喷嘴、混合室、扩压管等组成。工作水压 力在0.4MP&左右由 射水泵供给，压力水经水室进入喷嘴，喷嘴将压力水的压力能转变为速度能以高速射出，在混合室内形成高度真空，使凝 汽器内的气汽混合物被吸入混合室，在混合室内气汽混合物与水混合后一起进入扩压管，工作水在扩压管中速度逐渐降 低，由速度能变为压力能，最后在扩压管出口其压力升高略高于大气压力而排出扩压管进入冷却池。2真空恶化的原因、判断汽轮机排出的蒸汽进入冷凝器后，其热量被冷却水带走，蒸汽被冷却凝结成冷却水。由于在相同压力下蒸汽的体积比水的体积大许多倍，例如0.005MPa气压压力下干饱和蒸汽的体积比水的体积约大28720倍，所以在排汽冷却

5、凝结的过程中，体积急剧下降，原来被蒸汽充满的空间就形成了高 度真空。由于汽轮机排汽中含有少量的不凝结气体，同时凝汽器木身及与其相连的系统也存在漏气处，有部分空气漏入凝汽器内， 因此需要利用射水抽汽器将气体连续不断的从凝汽器中抽出。在汽轮机的负荷保持不变时，凝汽器的真空每下降1%,将使汽轮机的汽耗量平均增加1%2%。在正常状态下，决定 凝汽器工作的基本因素是它的冷却面积、冷却流量、冷却水入口温度。在凝汽中排放出的总热量应等于冷却水所吸收的热量，其热平衡方程式为：qmn (h n tn) = q mw (t2 tl) qmn一进入冷凝器的排汽量, hn进入凝汽器的排汽焙t n凝结水的饱和温度qmw

6、 经过凝汽器的冷却水量tl 凝汽器冷却水进口温度t2凝汽器冷却水出口温度冷却水量与排汽量的比值称为冷却倍率。在机组负荷降低而冷却水量不变时，冷却倍率提高，这样就会获得较高的真空。我们可以根据公式tb二ti + t+ St来判断分析凝汽器真空恶化的原因。tb ：凝汽器中排汽压力Pn下的饱和温度(排汽温度)tl：凝汽器冷却水进口温度 t：凝汽器内冷却水的温升S t：凝汽器的传热端差由公式可以看出，要使凝汽器有较高的真空，需要排汽温度较低。因此应力求降低冷却水的进口温度，降低温升及端差。所以我们分析真空的变化情况从冷却水流量变化、冷凝器端差、凝汽器的过冷度入手，逐项加以探讨。2. 1冷却水入口温度匕

7、对凝汽器真空的影响根据tb二七什厶t+ s t可以看出，在其他条件相同的情况下，冷却水入口温度ti越低凝汽器出口冷却水温度t2越低，因此排汽温度tb越低，所以凝汽器的真空就越高。燃机电厂#1汽轮机的冷却水采用开式循环水供水方式，其冷却水的入口温度主要由大气温度和大气中的相对湿度以及循环水的冷却设备运行、调节的状况等因素决定的。冷却水的温差At取决于汽轮机排汽放出的热量与冷却水量的多少。如冷却水量不变，当凝汽量增加时温升增加，凝汽器的真空降低。冷却水量减少时，温差上升凝汽器排汽温度增加，凝汽器的真空降低。通过对机组的冷却水系统的运行参数的分析冷却水厂的运行设备检查调整，我们知道近期冷却水入口温度

8、在1925度范围内，冷却水温差At在6度左右，基本上符合规范的有关规定，能够保证机组循环冷却水的流量供给。2. 2凝汽器的传热端差S t对凝汽器真空的影响S t = t b t2tb：凝汽器中排汽压力Pn下的饱和温度(排汽温度)凝汽器冷却水出口温度可见，凝汽器的传热端差S t是凝汽器排汽压力Pn下的饱和温度tb与冷却水出口温度t2差值。凝汽器的传热端差S t的大小取决于凝汽器的构造、管子内外表面的清洁程度、冷却水管的冷却水流量和流速、冷却水入口温度、进入凝汽器的蒸汽量、真空的严密性等。一般情况下，在负荷、冷却水等条件相同时，冬季的端差要比夏季的端差要大。凝汽器的传热端差S t的变化标志着凝汽器

9、运行状况的好坏。凝汽器运行中凝汽器的传热端差St数值越小则表明凝汽器运行情况良好。燃机电厂#1汽轮机在负荷1.2MW、循环冷却水的入口温度为20度，岀口温度为25度，后排汽缸的排汽温度为53度，可见其出口端差为28度，远远大于规范规定的标准。分析其原因可能有以下三个方面：一是凝汽器冷却表面脏污，管壁随着污垢和有机物的增长加厚，影响了汽轮机排汽与冷却水的热交换，使凝汽器的传热端差5t增加；二是真空系统不严密或抽汽器工作失常，使凝汽器内空气增多，在冷却表而上形成空气膜，影响热交换进行，使凝汽器的传热端差5 t;三是凝汽器内部分冷却水管被堵塞，减少了凝汽器的传热面积，使凝汽器的传热端差5 to通过用

10、化学方法或机械方法可以清除冷却水管内的污物或沙土，从而降低凝汽器的传热端差5 to恢复凝汽器内良好的真空。2. 3凝结水过冷却度的变化tntbtntn :凝结水过冷却度tb :凝汽器喉部排汽压力下的饱和温度tn :凝汽器内的凝结水温度燃机电厂#1汽轮机近期的过冷却度有所增加，在负荷12.5MW时，循环冷却水的入口温度为20度,出口温度为25度，后排汽缸的排汽温度为58度，凝汽器内凝结水温度为53C,其过冷度以达到5度,己超过规范要求的12度的范围，我们分析产生凝结水过冷却度增高的原因如下：一是凝汽器内的铜管排列不好，缺乏回热通道管束布置过密，蒸汽在上部冷却水管凝结成水后通过稠密管束时，将在冷却

11、水管的外而上形成一层水膜，水膜的外边温度接近或等于该处蒸汽的饱和温度，而水膜内侧温度接近或等于冷却水温度。当水膜积厚积成水滴时，此水滴温度就低于凝汽器内压力Pn下的饱和温度。因此凝结水的过冷度增加。二是凝汽器内积存空气。由于凝汽器内空气量过多，排气压力升高，在冷却水管而上形成传热效果不良的空气膜而影响传热效果。前面分析到凝汽器端差升高也证明了凝汽器内积存空气现象的存在。在凝汽器内积存空气的主要原因是真空系统不严密，抽汽器工作不正常等原因造成。根据现场实际运行数据 分析及实验，抽汽器的工作状况良好，我们对真空系统作了严密性实验，关闭抽汽器与凝汽器的空气阀门后，真空下降很 快，远远超过了 0.4KPa/min的规范要求数值，证明了真空系统中存在漏气的问题。我们着重对凝汽器及其真空系统进 行了查漏处理。用氨气检漏仪对真空系统进行检测，重点检查了焊逢、管接头、法兰、阀门结合处等易