凝汽器真空度下降的原因及處理

凝汽器真空度下降的原因及處理摘要：凝汽器的主要作用是收集汽輪機中做過功的蒸汽使之凝結成水，建立并保持真空。汽輪機裝置的效率、功率在很大程度取決于凝汽器的真空，發(fā)電廠中整個汽輪機組的熱經(jīng)濟性將直接受到凝汽器真空高低的影響。在機組正常運行中發(fā)生真空降低情況時，運行人員若處理不當將會造成機組非計劃停運，嚴重者還會損壞設備。因此，有必要對影響凝汽器真空的因素進行分析，以提高機組在運行期間的經(jīng)濟性和安全性，同時針對這些原因提出相應的處理方法。關鍵詞：凝汽器；真空度；分析；處理凝汽器的真空度是凝汽式汽輪發(fā)電機組重要的技術指標之一。真空度高的機組耗汽量較少，運行效率高。真空度每下降1%，將使汽輪發(fā)電機組的汽耗平均增加1%-2%。因機組負載的變化，允許真空度在一定范圍內波動。低負載時，真空度較高。高負載時，真空度相應有所降低，但不得低于額定工況下的設計值。因此，當真空度下降，且偏離了額定工況設計值時，需停機對凝汽器進行檢修處理。1凝汽器、真空度概述1.1凝汽器凝汽器是將汽輪機排汽冷凝成水的一種換熱器，也稱之為復水器。凝汽器基本上運用在汽輪機動力裝置中，分為水冷凝汽器和空冷凝汽器兩種。凝汽器不僅可以將汽輪機的排汽冷凝成水重新使用外，而且還可以在汽輪機排汽處制造真空和維持真空。1.2真空度凝汽器真空度是指汽輪機低壓缸排汽端真空占大氣壓的百分數(shù)。通過具體的公式運算我們也可以得出結論，即，凝汽器真空度（％）=1-（汽輪機排汽壓力絕對值（kPa）/98.1（kPa））x100%；也可以用：凝汽器真空度=[1-（大氣壓力（kPa）—凝汽器真空（kPa,表壓）/98.1）]x100%。1.3凝汽器真空原理及作用汽輪機的排汽被冷凝成水，比容迅速減少，因此就能形成凝汽器真空環(huán)境。一般情況下，我們可以根據(jù)汽輪機組終參數(shù)的高低來判斷凝汽器真空的好壞。凝汽器真空、汽輪機熱效率、發(fā)電廠的經(jīng)濟性三者之間存在著正相關的關系，即提高凝汽器真空就能直接提高汽輪機熱效率和發(fā)電廠的經(jīng)濟性。真空越高，排汽的溫度就越低，汽輪機熱循環(huán)效率就越高。經(jīng)過運行經(jīng)驗和實驗對比，我們不難發(fā)現(xiàn)，凝汽器真空每下降1kPa，機組汽耗會上升1.5?2.5個百分點。當然，真空也不是越高越好，收縮狀況和材料性能都需要被綜合考慮進來。2凝汽器真空下降的原因2.1真空系統(tǒng)嚴密性差嚴密性問題原理并不復雜，但是卻難以從根本上解決。一般來說，軸封安裝過程中縫隙過大或者運行過程中產(chǎn)生振動導致縫隙加大會產(chǎn)生低壓軸封的泄漏；機組啟停時產(chǎn)生巨大的交變應力會使得缸體變形，導致空氣進入破換真空；在管道、焊點等處進行加工時產(chǎn)生裂痕或者漏點，也會造成真空下降；出水口和疏水門調節(jié)不當導致水封破壞，軸封加熱器水位較低會導致氣體進入；此外，閥門沒有關嚴或者產(chǎn)生內漏也會導致真空系統(tǒng)嚴密性差。2.2循環(huán)水溫度不合理機組真空對于循環(huán)水溫的要求是十分嚴格的，當水溫上升5C時，就會降低真空1%。由于水溫受季節(jié)影響較大，因此控制起來要比較繁瑣。高溫對于凝汽器的冷卻效果是非常不利的，進而也會導致機組真空低，所以要采用冷卻塔的閉式循環(huán)水機組來進行水溫控制，但是，水溫也會受到冷卻塔的運行狀況影響，蒸發(fā)飛散等消耗偏多，如果不能及時補充循環(huán)水，那么水溫效果就難以達標了。2.3凝汽器鋼管冷卻效能低下在凝汽器真空情況下，凝汽器鋼管極容易因為工作時間較長而產(chǎn)生結垢，從而導致了冷卻效能逐漸低下，凝汽器結垢會大大增加凝汽器阻力損失，管壁熱阻也會隨之增大，以至于真空下降。凝汽器壓力下的飽和水蒸氣溫度與凝汽器冷卻水出口溫度之差稱為端差。它是了解凝汽器傳熱效果的一項重要參照指標，直接表明了傳熱效率的高低。通俗的講，如果端差過大，就說明冷卻水出口溫度低，單位蒸汽的負荷大；如果端差過小，就說明冷卻水出口溫度高，單位蒸汽的負荷小。在機組的運行過程中，需要真空泵抽走凝汽器中的空氣和不凝結氣體，以此保障真空情況和傳熱效能。真空泵出力越大，抽吸功能越強，能夠實現(xiàn)的真空也就越高；如果真空泵出力不足，抽吸功能弱，那么能夠也就不能維持真空。水溫、冷卻器、機體老化程度、噴嘴情況、分離箱水位高低都會直接影響到真空泵出力大小。3針對凝汽器真空下降的對策3.1增加監(jiān)測儀表，做好監(jiān)控維修凝汽器真空下降不是一蹴而就的，下降過程往往是逐漸緩慢的，如果等到造成實際危害再進行維修顯然是不科學的，這就需要增加監(jiān)測儀表，做好監(jiān)控維修的保障工作。通過加強看管，實時監(jiān)控高、低壓加熱器的壓力、溫度、端差、水位等具體參數(shù)，再由專門的監(jiān)控人員整理排查，上報至維修部門，及時發(fā)現(xiàn)異常情況聯(lián)系維護修理。做到即降即查、即查即修，實現(xiàn)凝汽器真空狀態(tài)的保證。3.2控制循環(huán)水溫，實現(xiàn)恒溫處理循環(huán)水作為實現(xiàn)真空的必要媒介，承擔著十分重要的責任。而循環(huán)水水溫受天氣、氣候、季節(jié)、溫度的影響較大，在自然狀態(tài)下很難保證恒定性，這時難以改變的，因此，就需要我們對循環(huán)水水溫進行人工調試，人為構建一個恒溫狀態(tài)。同時還要設立緊急預防裝置，不合適的循環(huán)水水溫會對機組產(chǎn)生破壞和損耗，因此，在突發(fā)性狀況下，要實現(xiàn)緊急裝置的自動啟用，保證出水口關閉，并且立即啟用備用水泵設施，保證機組的正常運行。3.3增強凝汽器真空泵出力大小，保證抽吸如果機組真空系統(tǒng)比較嚴密，通過增開一臺真空泵提高真空值的效果是很不明顯的，顯然并不經(jīng)濟，適得其反。因此，可以考慮設法降低真空泵冷卻水和工作水溫度，大大提高真空泵的抽吸能力，從而提高真空，降低煤耗；同時，定期對銅管清洗也是保證換熱效果的一項有效措施；另外還需要調整好水位保證分離箱水位，確保冷卻器正常運轉，定期檢查機體老化情況更換零件等。3.4保證機組零件質量如果機組零件質量不佳或者零件之間出現(xiàn)不匹配的情況，那么在機組運行過程中，很容易就會出現(xiàn)焊點漏點、密封不嚴、缸體裂縫的情況，因外部泄漏所導致的凝汽器真空下降是非常明顯的，在這種情況下，無論如何控制循環(huán)水水溫或者增設多少真空泵都難以達到標準的真空狀態(tài)。因此，在使用和生產(chǎn)組件時就應當提早注意其質量和適配器，盡可能地保證不膨脹、不變形，實現(xiàn)機組外部的穩(wěn)定性。3.5提高機組的嚴密性可利用機組檢修來對汽輪機組嚴密性進行檢測與處理，檢測方法可采用灌水查漏、氦質譜檢漏等。周期性更換系統(tǒng)密封件，如法蘭墊片、盤根等。對傳統(tǒng)的真空系統(tǒng)閥門進行改造，采用水封門，以改善閥門的密封可靠性。3.6定期對冷卻面進行清洗為減少冷卻面結垢，循環(huán)冷卻水應經(jīng)過嚴格的預處理，可在循環(huán)水中適時加阻垢劑，同時循環(huán)水進入凝汽器之前加裝二次濾網(wǎng)，并定期沖洗。在機組停運時，對水室及管束進行沖洗。在機組運行過程中，投入膠球在線清洗系統(tǒng)清潔冷卻管。投入膠球清洗時，應采用揚程大的膠球泵，保證膠球的正常循環(huán)，收球網(wǎng)柵的間距應均勻，避免跑球，清洗過程中，注意膠球的密度、大小、質地，控制好膠球的數(shù)量、清洗持續(xù)時間等。4結語綜上所述，引起凝汽器真空度低的因素較多，特別是隨著設備的老化，在環(huán)境溫度較高的夏季，各種問題通常會集中暴露出來，使得汽輪機組負荷增加，甚至造成停機。因此，當凝汽器真空度下降后，要及時分析并找到原因，采取有效的應對措施。隨著國家對節(jié)能、環(huán)保的大力提倡，提高電廠發(fā)電