汽轮机低真空运行及改进

赵小恰

1.汽轮机低真空运行

河北新晶焦化有限责任公司热电车间的汽轮机为C3-3.43/0.49型抽凝机组，为了提高机组的循环热效率，将机组运行方式由抽凝运行改为低真空运行。低真空运行时冷凝器真空为-0.08～-0.07MPa，此时的循环水温度为 50～60℃，可满足低温热水的参数要求。在冬季采暖期采用降低汽轮机真空运行，提高排气温度，利用循环水进行供热，将住户采用的低温地板辐射采暖代替冷却塔，回收循环水的冷源损失，从而提高机组的热效率和经济性。

由抽凝运行改为低真空运行的方法是将循环水系统接入热网水系统（图1）。即将冷凝器出口接入热网循环水泵入口母管，将热网回水接入冷凝器入口。在热网回水至冷凝器进口阀门4前加一个阀门2接入系统，冷凝器出口与阀门3之间加阀门1，进入热网循环泵入口，1、2两个阀门用于停止供暖后与原来的系统切断，以及供暖状态开启这两个阀门后投入低真空供暖。同时在这两个阀门之间增加一个再循环阀门5，用于短路供热泵与热用户，在供热管网并入系统前，打开阀门5用于热网单独循环，不影响原来的运行系统，正常供暖后阀门5关闭。将原来系统中的冷凝器出口阀门3关闭后，在汽轮机内作过功的蒸汽通过冷凝器换热后直接进入热网，经过热网循环水泵加压后，进入热网送到千家万户，用于冬季取暖。

2.运行中存在的问题及改进

汽轮机低真空运行后，排汽压力和排汽温度均升高，对汽轮机设备的可靠性有所影响，针对以下问题进行了改进。

（1）为了保障冷凝器正常运行参数，在热网回水管路进入冷凝器以前装设减压阀和持压卸压阀以及除污器，保证系统运行过程中冷凝器压力保持在0.18～0.22MPa,在事故状态下卸压并保压，保证进入冷凝器回水压力不超压和进入冷凝器的循环水无杂物无异物，防止冷凝器铜管破裂和管板变形。同时还对冷凝器端盖及管板进行了加固,使它们的承压从0.2MPa提高到0.6MPa，极限承压0.9MPa，大大提高了冷凝器的安全运行系数。

（2）汽轮机低真空运行后，冷凝器内循环水温度提高了25℃左右，铜管容易结垢，传热系数将大幅度地减少，在冷凝器上安装在线自清洗装置，可大大提高冷凝器的换热效率。在冷凝器的每根铜管内安装该装置后，当汽轮机组运行时，无需外加动力，利用水的流速驱动本装置的旋转部件长期在铜管内不停地快速旋转，改变管内水的流动状态。同时，破坏水垢和粘泥的形成机理，使水垢和粘泥不能在管壁上滞留，排除了结垢的可能。该装置采用高分子聚合材料制成，其密度与水的密度相仿，能较好地浮动在管的中心部位，在运行时可避免与金属的硬摩擦，使管内除垢均匀化，同时还保护了金属表面的氧化膜，较好地解决了铜管的使用寿命。该装置结构及安装见图2。

（3）汽机低真空运行后，凝结水温度可能达到70℃，凝结水泵会发生汽化，凝结水抽不出去。为了提高水泵的抗汽蚀能力，将水泵向下布置，使热水井出水口与水泵入水口距离大于1300mm，在水泵进口处形成一个由水柱形成的静压力，防止了凝结水在水泵进口处的汽化，使水泵能正常吸水。

3.效果

抽凝式汽轮机组低真空运行后,大大减少了汽轮机冷源损失,提高了热电车间的经济效益,节能效果十分显著。引入自清洗装置后大幅度提高传热系数，提高并保持冷凝器真空度，降低冷凝器端温度差并保持在7～10℃以下，补充水量可减少约1/4～1/5。经计算一个采暖期可以回收热量15万m2，可节约标准煤3986t，相当于12万GJ，经济效益十分可观。

W10.02-30