汽轮机真空降低的原因分析及处理

2014-12-23雒成武

中国科技纵横 2014年24期

关键词：轴封铜管凝汽器

雒成武

(太仓港协鑫发电有限公司,江苏太仓 215433)

汽轮机真空降低的原因分析及处理

雒成武

(太仓港协鑫发电有限公司,江苏太仓 215433)

根据纯凝汽轮机工作原理,凝汽器的真空度对汽轮机的效率有重大影响,汽轮机的真空下降会使汽轮机的可用热焓降减少,凝汽器的真空水平对汽轮发电机组的经济性有着直接影响,参照600MW纯凝机组,真空降低lkPa,机组热耗率约上升1.0%,煤耗率增约3.2g/kWh。因此保持凝汽器及真空系统良好的运行工况,保证凝汽器的最有利真空是每个发电厂节能的重要内容。而凝汽器内所形成的真空受凝汽器传热情况、真空系统严密性状况、冷却水的温度、流量、机组的排汽量及抽气器的工作状况等因素制约。因此有必要分析凝汽器真空度下降的原因,制定预防真空下降的措施,提高凝汽器性能,维持机组经济真空运行,可以直接提高整个汽轮机组的热经济性,直接影响到整个发电机组的热经济性。

凝汽器真空泄漏原因分析处理

汽轮机凝汽器真空下降原因分析,引起汽轮机凝汽器真空下降的原因主要有循环水泵故障,循环水量减少,循环水中断;循环水温升高;凝汽器热水井水位高;主机轴封系统工作不正常,小汽机轴封系统异常;真空泵故障或真空泵分离器水位过高、过低;旁路系统调整不当或误动作;真空破坏门误开;凝汽器结垢或腐蚀传热恶化;凝汽器泄漏;真空系统泄漏;机组负荷变化等。以下就这些原因分别做出分析、阐述:

1 循环水量中断或不足

1.1 循环水中断

现象:循环水中断时,循泵电流到零,凝汽器进出水压力接近于零,真空急剧下降,各低真空信号发出。处理:循环水中断应立即脱扣停机,锅炉“MFT”,发电机解列,注意汽轮机转速应下降。开启交流润滑油泵运行,注意润滑油压正常。严禁使用旁路系统(包括锅炉5%旁路),关闭凝汽器水侧进水门。停止开式冷却水泵运行,注意润滑油温及各热交换器温度的变化。手动强制关闭主、再热蒸汽管道上的疏水门。循环水中断,使凝汽器温度升高,应待凝汽器冷却到50℃时方可向凝汽器送水。注意凝结水硬度的监视。强制打开低压缸喷水降温。真空接近于零,停止汽机轴封供汽,开启凝汽器真空破坏门。根据情况必要时应检查大、小机大气隔膜是否破裂。循环水泵有明显故障或有电气故障信号,严禁强投循环水泵。完成停机的其他操作。

1.2 循环水量不足

循环水量不足的现象:真空逐步下降;循环水出口和人口温差增大。由于引起循环水量不足的原因不同,因此有其不同的特点,所以可根据这些特征去分析判断故障所在,并加以解决:

(1)若此时凝汽器中流体阻力增大,表现为循环水进出口压差增大,循环水泵出口和凝汽器进口的循环水压均增高,冷却塔布水量减少,可断定是凝汽器内管板堵塞,此时可采用反冲洗、凝汽器半面清洗或停机清理的办法进行处理。(2)若此时凝汽器中流体阻力减小,表现为循环水进出口压差减小,循环水泵出口和凝汽器出口循环水压均增高,冷却塔布水量减少,可断定是凝汽器循环水出水管部分堵塞,例如出口闸门未全开或布水器堵塞。(3)循环水泵供水量减少,一般可从泵人口真空表指示的吸人高度增大、真空表指针摆动、泵内有噪音和冲击声、出口压力不稳等现象进行判断、此时应根据真空降低情况降低负荷,并迅速排除故障。(4)若虹吸被破坏时凝汽器进水压力升高,出水压力到零。在相同负荷和进水温度下,凝汽器出水温度升高,排汽温度升高,真空下降。此时应关闭出水门,开启出水侧空气门,观察真空变化,排完空气后调整出水门,真空应回升。(注意:两侧不能同时进行) 如循环水泵启动或转换,管内带有空气,应将凝汽器水侧排空气门开启,排完空气后关闭。如凝汽器水室,出水管等处有不严的现象,应在短时间内消除。

2 循环水温升高

当电厂的循环冷却水为开式水时,受季节影响大,特别是夏季,循环水温升高,影响了凝汽器的换热效果。当循环水进口温度升高时,其吸收热量就减少,蒸汽冷凝温度就越高,冷凝温度的升高可使排汽压力相应升高,降低蒸汽在汽机内部的焓降,使得凝汽器内真空下降。循环水温越高,循环水从凝汽器中带走的热量越少,据测算,循环水温升高5℃,可使凝汽器真空降低1%左右。对于采用冷却塔的闭式循环供水系统,水温冷却主要取决于冷却水塔的工作状况。由于飞散及蒸发损失,循环补充用水是较大的,及时补充冷水是保持冷却水塔有效降温的重要方面,应定期检查冷却塔内的分配管是否正常,出水是否完好,这些因素都直接影响水的分布均匀性,影响其散热性能,通过每年清洗垫料,真空可恢复2%-3%,这样降低凝汽器进口水温是提高真空的有效途径,这比提高循环水量更为有效。可见,循环水温度对真空影响是很重要的。

3 凝汽器水位高

现象:凝汽器水位指示在“高－高” 值以上,凝结水温度下降,真空逐渐下降。原因:凝结水泵故障或备用凝结水泵出水逆止门倒水;除氧器水位自动调整或凝汽器水位自动调整失灵和手动调整不当等。处理原则:运行凝结水泵故障应切换为备用凝结水泵运行,检查原因,若无备用泵或两台凝结水泵均故障,不能立即消除时,应脱扣停机,当真空到零后,凝汽器向外排水;备用凝结水泵出水逆止门倒水应关闭其出水门或换泵运行;除氧器水位自动调整或凝汽器水位自动调整失灵应改为手动调整。

4 主机轴封系统工作不正常,小汽机轴封系统异常

主机轴封系统工作不正常,小汽机轴封系统异常会导致轴封供汽不足或中断,使不凝结气体从外部漏入处于真空状态的部位,最后泄漏到凝汽器中,过多的不凝结的气体滞留在凝汽器中影响传热,凝结水过冷度增大,不但会使真空迅速下降,同时还会因空气冷却轴颈,严重时使转子收缩,胀差向负方向变动,轴封失汽,常由轴封汽压自动调节失灵或手动调节不当引起,都应开大调门,使轴封汽压力恢复正常,当轴封汽量分配不均引起个别轴封漏人空气时,应调节轴封汽分门,重新分配各轴封汽量,汽源本身压力不足,应设法恢复汽源,轴封汽不足或中断在处理过程中,应关闭轴封漏汽门。

5 旁路系统调整不当或误动作

旁路系统调整不当或误动作会使大量的热负荷直接进入凝汽器,增加了凝汽器换热强度,当循环冷却水量一定或不足时,就会导致凝汽器真空度下降。发现旁路系统调整不当或误动作时应立即关闭误动作的阀门。

6 凝汽器冷却面结垢或腐蚀,传热恶化

当凝汽器内铜管脏污结垢时,将影响凝汽器的热交换,使凝汽器端差增大,排汽温度上升,此时凝汽器内水阻增大,冷却通流量减小,冷却水出入口温差也随之增加,造成真空下降。凝结器冷却面结垢对真空的影响是逐步积累和增强的,因此判断凝汽器冷却面是否结垢,应与冷却面洁净时的运行数据比较。凝汽器冷却面结垢的主要原因是循环水水质不良,在铜管内壁沉积了一层软质的有机垢或结成硬质的无机垢,严重地降低了铜管的传热能力,并减少了铜管的通流面积。当结垢过多,真空过低时,就必须停机进行清洗。一般情况下,采用酸洗后机组真空会明显改善。

7 凝汽器铜管泄漏

凝汽器铜管泄漏,是凝汽器最常遇到的故障之一。凝汽器铜管泄漏,将使硬度很高的冷却水进入凝汽器汽侧,凝汽器水位升高,真空下降,此外还使凝结水质变坏,造成锅炉和其它设备结垢和腐蚀,严重时可导致锅炉爆管。确认凝汽器铜管泄漏时应立即对铜管做堵管处理。

8 真空系统不严密

真空系统不严密,存在较小漏点时,不凝结的汽体从外部漏人处于真空状态的部位,最后泄漏到凝汽器中,过多的不凝结气体滞留在凝汽器中影响传热,使真空异常下降,这类真空下降的特点是下降速度缓慢,而且真空下降到某一定值后,即保持稳定不再下降,这说明漏汽量和抽气量达到平衡。真空系统不严密漏气量增多时,表现的主要现象是:汽轮机排气温度与凝汽器出口循环水温的差值增大、凝结水过冷却度增大。此时应立即查找漏气原因和漏气点并予以消除。

下面介绍一下一般容易发生漏气的地点,以便查找和消除。

(1)轴封蒸汽未及时调整好造成轴封断汽,使空气从轴封处漏入,特别是在负荷突然降低时容易发生,应十分注意。(2)汽轮机排汽室与凝汽器的连接管段由于热变形或腐蚀穿孔引起漏气。(3)汽缸变形,从法兰接合面不严密处漏入空气。(4)自动排气门或真空破坏门水封断水。(5)凝汽器水位计接头不严密,或其它与真空系统连接的设备或管道上的计量表连接管有缺陷。(6)真空系统的管道法兰接合面、阀门盘根等不严密,特别是抽气器空气抽出管上的空气门盘根不严密等。