汽設(shè)備是凝汽式汽輪機(jī)組的一個(gè)重要組成部分,它的工作性能直接影響整個(gè)汽輪機(jī)組的安全性、可靠性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。而凝汽器真空度是汽輪機(jī)運(yùn)行的重要指標(biāo),也是反映凝汽器綜合性能的一項(xiàng)主要考核指標(biāo)。凝汽器的真空水平對汽輪發(fā)電機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性有著直接影響,如果真空每降低 1%,將使汽輪機(jī)的汽耗量平均增加1%~2%,使煤耗增 加0.1%~0.15%。因此保持凝汽器良好的運(yùn)行工況,保證凝汽器的最有利真空,是提高我廠二期、三期的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)以及實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的一項(xiàng)重要的條件。
一、凝汽器真空下降的主要特征和危害:
(1)排汽溫度升高;
(2)凝結(jié)水過冷度增加;
(3)真空表指示降低;
(4)凝汽器端差增大;
(5)機(jī)組出現(xiàn)振動;
(6)在調(diào)節(jié)汽門開度不變的情況下,汽輪機(jī)的負(fù)荷降低。
二、凝汽器真空下降的原因分析:
引起汽輪機(jī)凝汽器真空下降的原因大致可以分為外因和內(nèi)因兩種:外因主要有循環(huán)水量中斷或不足、循環(huán)水溫升高、軸封供汽中斷等;內(nèi)因主要有凝汽器滿水(或水位升高)、凝汽器結(jié)垢或腐蝕、凝汽器水側(cè)泄漏、凝汽器真空系統(tǒng)不嚴(yán)密等。
1、循環(huán)水量中斷或不足
循環(huán)水中斷
循環(huán)水中斷引起凝汽器真空急劇下降的主要特征是:真空表指示回零、凝汽器前循環(huán)水壓力急劇下降。循環(huán)水中斷的原因可能是:循環(huán)水泵或其驅(qū)動電機(jī)故障,造成循環(huán)水泵跳閘,備用泵未聯(lián)動;循環(huán)水泵出口蝶閥自關(guān);循環(huán)水吸水口濾網(wǎng)堵塞,吸入水位過低;循環(huán)水泵軸封或吸水管不嚴(yán)密或破裂,使空氣漏人泵內(nèi);凝汽器循環(huán)水進(jìn)口或出口電動門誤關(guān)等。
循環(huán)水量不足
循環(huán)水量不足的主要特征是:真空逐步下降、循環(huán)水出口和人口溫差增大。
(1)若此時(shí)凝汽器中流體阻力增大,表現(xiàn)為循環(huán)水進(jìn)出口壓差增大,循環(huán)水泵出口和凝汽器進(jìn)口的循環(huán)水壓均增高,可斷定是凝汽器內(nèi)管板堵塞。
(2)若此時(shí)凝汽器中流體阻力減小,表現(xiàn)為循環(huán)水進(jìn)出口壓差減小,循環(huán)水泵出口和凝汽器出口的循環(huán)水壓均增高,可斷定是凝汽器循環(huán)水出水管部分堵塞。
(3)循環(huán)水泵供水量減少,一般可從泵入口的吸入高度增大、真空表指針擺動、泵內(nèi)有噪音和沖擊聲、出口壓力不穩(wěn)等現(xiàn)象進(jìn)行判斷。
2、循環(huán)水溫升高
我廠的循環(huán)水為開式水,受季節(jié)影響大,特別是夏季,循環(huán)水溫升高,影響了凝汽器的換熱效果。當(dāng)循環(huán)水進(jìn)口溫度升高時(shí),其吸收熱量就減少,蒸汽冷凝溫度就越高,冷凝溫度的升高可使排汽壓力相應(yīng)升高,降低蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)部的焓降,使得凝汽器內(nèi)真空下降。循環(huán)水溫越高,循環(huán)水從凝汽器中帶走的熱量越少,據(jù)測算,循環(huán)水溫升高5℃,可使凝汽器真空降低1%左右??梢?,循環(huán)水溫度對真空的影響是很大的。
3、軸封供汽不足或中斷
后軸封供汽不足或中斷,將導(dǎo)致不凝結(jié)氣體從外部漏入處于真空狀態(tài)的部位,最后泄漏到凝汽器中,過多的不凝結(jié)的氣體滯留在凝汽器中影響傳熱,使凝結(jié)水過冷度增大,不但會使真空迅速下降,同時(shí)還會因空氣冷卻軸頸,嚴(yán)重時(shí)使轉(zhuǎn)子收縮,脹差向負(fù)方向變動。軸封供汽中斷,常由于軸封汽壓自動調(diào)節(jié)失靈或手動調(diào)節(jié)不當(dāng)引起,應(yīng)開大調(diào)門,使軸封汽壓力恢復(fù)正常,當(dāng)軸封供汽量分配不均引起個(gè)別軸封漏入空氣時(shí),應(yīng)調(diào)節(jié)軸封進(jìn)汽分門,重新分配各軸封供汽量。
4、凝汽器滿水(或水位升高)
凝汽器汽側(cè)水位過高引起真空下降的原因是:
(1)凝汽器汽側(cè)水位升高后,淹沒了下邊一部分銅管,減少了凝汽器的冷卻面積,使汽輪機(jī)排汽壓力升高即真空降低。
(2)如凝汽器水位升高到抽空氣管口高度,則凝汽器真空便開始下降。根據(jù)凝結(jié)水淹沒抽氣口的程度,開始時(shí)真空降低緩慢,以后便迅速加快,這時(shí)連接在凝汽器喉部的真空表指示下降,而連接在真空泵上的真空表指示上升。如果不及時(shí)采取必要的措施,將造成真空泵過負(fù)荷。
造成凝汽器滿水的可能原因
(1)凝結(jié)水泵故障。
(2)凝汽器銅管破裂,此時(shí)凝結(jié)水水質(zhì)惡化。
(3)備用凝結(jié)水泵的進(jìn)、出口閥門關(guān)閉不嚴(yán)或逆止閥損壞,水從備用泵倒流回凝汽器內(nèi)。
(4)正常運(yùn)行中凝結(jié)水再循環(huán)門誤動。
5、凝汽器銅管結(jié)垢或腐蝕
當(dāng)凝汽器內(nèi)銅管臟污結(jié)垢時(shí),將影響凝汽器的熱交換,使凝汽器端差增大,排汽溫度上升,此時(shí)凝汽器內(nèi)水阻增大,冷卻通流量減小,冷卻水出入口溫差也隨之增加,造成真空下降。凝結(jié)器銅管結(jié)垢對真空的影響是逐步積累和增強(qiáng)的,因此判斷凝汽器銅管是否結(jié)垢,應(yīng)與潔凈時(shí)的運(yùn)行數(shù)據(jù)比較。凝汽器銅管結(jié)垢的主要原因是循環(huán)水水質(zhì)不良,在銅管內(nèi)壁沉積了一層軟質(zhì)的有機(jī)垢或結(jié)成硬質(zhì)的無機(jī)垢,嚴(yán)重地降低了銅管的傳熱能力,并減少了銅管的通流面積。
6、凝汽器水側(cè)泄漏
凝汽器銅管泄漏,是凝汽器最常見的故障之一。凝汽器銅管泄漏,將使硬度很高的循環(huán)水進(jìn)入凝汽器汽側(cè),凝汽器水位升高,真空下降,此外還使凝結(jié)水質(zhì)變壞,造成鍋爐和其它設(shè)備結(jié)垢和腐蝕,嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致鍋爐爆管。確認(rèn)凝汽器銅管泄漏時(shí)應(yīng)立即對凝汽器進(jìn)行半側(cè)查漏工作,平時(shí)利用停機(jī)的機(jī)會對凝汽器進(jìn)行灌水查漏,對于查找出來的問題銅管如果條件允許,立即進(jìn)行更換。
7、真空系統(tǒng)不嚴(yán)密
真空系統(tǒng)不嚴(yán)密,存在較小漏點(diǎn)時(shí),不凝結(jié)的氣體從外部漏入處于真空狀態(tài)的部位,最后泄漏到凝汽器中,過多的不凝結(jié)氣體滯留在凝汽器中影響傳熱,使真空異常下降,這類真空下降的特點(diǎn)是下降速度緩慢,而且真空下降到某一定值后,即保持穩(wěn)定不再下降,這說明漏汽量和抽氣量達(dá)到平衡。真空系統(tǒng)不嚴(yán)密漏氣量增多時(shí),表現(xiàn)的主要現(xiàn)象是:汽輪機(jī)排汽溫度與凝汽器出口循環(huán)水溫的差值增大、凝結(jié)水過冷卻度增大。此時(shí)應(yīng)立即查找漏氣原因和漏氣點(diǎn)并予以消除。下面介紹一下容易發(fā)生漏氣的地點(diǎn),以便查找和消除。
(1)汽輪機(jī)排汽缸與凝汽器的連接管段由于熱變形或腐蝕穿孔引起漏氣。
(2)汽缸變形,從法蘭接合面不嚴(yán)密處漏入空氣。
(3)軸加U型管疏水或真空破壞門水封斷水。
(4)凝汽器水位計(jì)接頭不嚴(yán)密,或其它與真空系統(tǒng)連接的設(shè)備或管道上的計(jì)量表連接管有缺陷。
(5)真空系統(tǒng)的管道法蘭接合面、閥門盤根等不嚴(yán)密,特別是真空泵進(jìn)口管上的空氣門盤根不嚴(yán)密等。
三、凝汽器真空下降的預(yù)防措施:
(1)加強(qiáng)對循環(huán)水供水設(shè)備的維護(hù)工作,確保設(shè)備的正常運(yùn)行。
(2)軸封供汽壓力自動、凝汽器水位自動要可靠投用,并加強(qiáng)對凝汽器水位和軸封供汽壓力的監(jiān)視。
(3)對凝汽器的汽水、水封設(shè)備的運(yùn)行加強(qiáng)監(jiān)視分析,防止水封設(shè)備損壞或水封失水漏空氣。
(4)汽水系統(tǒng)化學(xué)補(bǔ)充水水箱水位要正常,如果補(bǔ)充水的溫度低,可以吸收更多的排汽熱量,從而降低凝汽器溫度。
(6)堅(jiān)持定期進(jìn)行汽輪機(jī)真空嚴(yán)密性試驗(yàn),監(jiān)視真空系統(tǒng)嚴(yán)密程度。若結(jié)果不合格時(shí),應(yīng)對汽輪機(jī)真空系統(tǒng)進(jìn)行查漏,堵漏。
(7)提高凝汽器膠球清洗裝置的投入率。
(8)每次停機(jī)后都對凝汽器進(jìn)行灌水查漏,同時(shí)應(yīng)對運(yùn)行中處于真空系統(tǒng)的水位計(jì)、低加系統(tǒng)等進(jìn)行仔細(xì)檢查,以消除漏氣點(diǎn)。
(9)加強(qiáng)對真空抽氣系統(tǒng)的監(jiān)視,如果真空泵工作效率降低或故障,即使真空系統(tǒng)嚴(yán)密,由于真空泵不能有效的抽吸凝汽器中的空氣,也將使傳熱系統(tǒng)減小。
(10)認(rèn)真分析比較運(yùn)行中各參數(shù)的情況:凝汽器的真空,排汽溫度,凝結(jié)水的水質(zhì)、溫度,循環(huán)水進(jìn)出口水溫、壓力,凝汽器熱井水位,循環(huán)水泵電流值等。
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