摘要:长期以来,汽轮机凝汽器的真空度将直接影响汽轮机运行的经济性和安全性。在实际运行中,真空系统的故障过程比较缓慢,很难发现,因此有必要加强检查,识别潜在的安全隐患,及时处理故障,以降低事故发生的可能性。针对真空度降低的问题,必须找出原因并及时处理,以满足机组的安全要求。机组效率越高,循环水带走的热量越少,真空度越低,有效焓降越低,带走的热量越多。循环水。凝汽器真空度低会导致保护动作的发生,直接造成机组跳闸现象。为此,通过对凝汽式汽轮机真空降低原因的分析,提出了具体的处理措施。
关键词:凝汽式汽轮机;真空度降低;原因分析;处理
一、凝汽式汽轮机的工作原理
具有一定压力和温度的蒸汽进入涡轮,流经喷嘴,并在喷嘴中膨胀,以获得较高的转速。高速蒸汽流经涡轮转子做叶片工作,使转子以一定速度匀速旋转。作业后的蒸汽经冷凝水冷却后排入冷凝器,冷凝成水。由于冷凝器中体积和压力的减小,蒸汽轮机的可用焓降增加并且效率提高。因为蒸汽中总是混合有一定量的空气,所以在这种情况下,空气仅在冷凝器中不凝结。另外,冷凝器的压力低于大气压,外部的大气压冷凝设备将逐渐从松动的密封管和法兰等地方泄漏,与残留的蒸汽混合并逐渐积聚,从而使冷凝器的压力降低[1]。冷凝器增加,真空度下降。因此,有必要在冷凝器的设计中安装抽气装置,以从未冷凝的水中抽出空气和蒸汽,并使冷凝器处于真空状态。冷凝水泵通常用于从热井底部抽出冷凝水并将其输送到脱盐站。
二、凝汽器真空的成因
凝汽器中形成的真空是由于汽轮机排出的蒸汽在冷却为凝结水时,其比体积迅速减小造成的。例如,在4千帕的绝对压力下,蒸汽的体积是水的3万倍以上。当废气凝结成水时,其体积将大大减小,导致凝汽器汽侧真空度高,这是完成汽水循环的必要条件。正是由于凝汽器内部真空度高,与凝汽器相连的所有设备都可能因工况恶劣而将空气漏入凝汽器,如果不抽水,汽轮机排气中的非冷凝气体就会泄漏。随着时间的推移,它会逐渐增加冷凝器中的压力,降低真空度,从而导致蒸汽排放焓升高,有效焓降低,蒸汽循环效率也随之降低。
三、汽轮机凝汽器真空低的原因分析
(1)真空系统中的真空泵输出不足,会影响真空泵的吸入,降低冷凝器的真空度。因此,有必要合理控制真空泵的工作水流量和温度,以达到正常的吸力并保证正常的真空度。
(2)真空系统漏气。当凝汽器真空系统有空气渗入时,有两种方式:一是机组真空系统本身不够严格。二是空气随蒸汽进入冷凝器。三是给水加热器、汽封、低压缸等都会影响凝汽器的真空管[2]。
(3)循环冷却水的成因。第一,冷却水入口温度。当条件一致,冷却水进口温度较低时,排气温度会降低,因此可以保持一定的真空。第二,冷却水。在涡轮负荷和冷却水温度恒定的情况下,通过增加冷却水量可以有效降低冷却水温度,从而保证实际换热效果。
(4)凝汽器端差的影响。端差直接反映了凝汽器的换热情况,主要与凝汽器铜管的表面清洁度有关,即铜管传热越强,端差越小。
四、凝汽式汽轮机真空度降低处理
(一)低压加热器疏水系统改造
邯钢公司原本设计的低压加热器直接背靠冷凝器,造成二次冷却,增加了冷凝器的热负荷。低压加热器排水量为10t,冷凝器冷却速度为54,因此10t的二次冷却水需要540t循环水。作为回应,该公司决定增加一个排水泵,将低压加热器的排水直接加到高压加热器的入口管上,以减少冷凝器的热负荷。
(二)在冷却塔循环水回水管上安装排污阀和排污管,换热后的热水直接进入地沟
该公司最初设计了一个循环排水系统,利用冷却塔底部的排污口排放污水。如果抽水井水位过高,则打开冷却塔底部排放污水,将抽水井水位控制在正常范围内,打开冷却塔排放冷却塔冷却后的冷却水。冷却效果不明显,浪费大量冷却水。循环泵出口排出的热水可通过循环水出口排出,既节约了大量冷水,又降低了冷却塔的负荷,提高了冷却塔的冷却效果。
(三)将靠近冷却塔中心部位的收水器去掉
该公司冷却塔集水器严重老化变形,影响了冷却塔的通风降温效果。经过大量的数据查阅和认真分析,认为集水器不能用于自然通风冷却塔。公司决定拆除冷却塔中心附近的除水器,效果显著。夏季冷凝器入口水温明显降低。但是,这种方法不适用于强制冷却塔,因为如果从强制冷却塔中取出集水器,水会漂浮,影响周围环境。因此,这种方法只适用于自然通风冷却塔。如果可能的话,最好更换冷却塔的填料和集水器。
(四)汽轮机负压部分存在漏气
邯钢公司自投产以来,已经经营了近10年。公司对真空密封进行了两次试验,但都没有成功。汽轮机真空系统一直有漏风,但没有发现确切的漏风,经认真分析,车间同意汽轮机负压部分有漏风,所以车间决定检测漏点停止漏风,同时汽轮机压力部分全部法兰严密,汽轮机重启后真空度明显提高。当然,如果可能的话,最好请专门从事检漏的公司对负压部分进行彻底检查[3]。
五、结语
简言之,在实际运行中,蒸汽轮机真空系统起着至关重要的作用,其运行直接关系到蒸汽轮机的经济运行和安全运行,因此确保系统运行的稳定性尤为重要。