汽轮机真空降低的原因及处理探讨论文_孙新礼

汽轮机真空降低的原因及处理探讨论文_孙新礼

安徽晋煤中能化工股份有限公司 安徽阜阳 236400

摘要:通过对汽轮机运行过程中真空下降的原因进行分析,并且对其进行技术整改以及调整,这样可以有效地提高汽轮机的真空度,不仅可以确保机组迎高峰度夏的安全性以及稳定性,也可以降低能源消耗及生产成本。

关键词:真空度;下降;凝汽器;射水泵

1汽轮机运行过程中真空下降的原因

1.1机组负荷的影响

当汽轮机机组负荷升高,相应的汽轮机低压缸排汽量越大,凝汽器热负荷越高,凝汽器真空也会随之下降,如果凝汽器真空下降到一定的数值,一般情况下都要限制机组出力,降低机组负荷,借以维持凝汽器真空。相反,机组负荷降低,凝汽器真空就会升高。另外,如果汽轮机组相应的高、低压加热器退出运行,那么,这部分蒸汽就会进入凝汽器,凝汽器相应的热负荷就会增大,机组带同样的负荷最终排入凝汽器的蒸汽量就会增加,引起凝汽器真空下降,相反,加热器的投运,机组带同样的负荷最终排入凝汽器的蒸汽量就会减少,凝汽器真空也会随之升高。因此,在相同的机组负荷下,高、低压加热器的投停,也会影响凝汽器的真空度。

1.2凝汽器漏入空气量的影响

当凝汽器中有空气漏入,由于空气是不会发生凝结的,而且也很难对热量进行传导,这样就会降低凝汽器的换热效果,从而将整个机组的经济性降低。由于空气进入到凝汽器的管道当中,使得整个凝汽器以及系统漏入非常多地空气,因此在对漏点进行查找过程中也会显得比较麻烦。

1.3射水抽汽器处理量的影响

对于射水泵而言,最主要的任务就是机组在启动的时候对真空环境进行建立,以及在机组运行过程中将真空系统不严密位置所漏入的空气以及没有凝结的蒸汽抽取干净,从而可以对所需要的真空进行维持。射水泵处理的大小可以直接对真空泵抽取空气的能力进行显示,如果射水泵的处理量比较大的,则具有非常强的抽吸能力,这样就可以使得机组维持必要的真空。但能够维持的真空也会变得非常有限。能够对射水泵处理大小影响的因素是非常多的,不仅受射水泵功率因数的影响,而且也会受到射水泵汽水分离器水位以及冷却器的冷却效果的影响。如果射水泵的汽水分离器水位较高,就会使得空气以及不凝结气体的通道变得非常小;相反,如果射水泵汽水分离器的水位较低,就会使得射水泵的处理量变得非常小。

1.4轴封蒸汽形成的影响

汽轮机低压轴封蒸汽会通过低压缸轴封齿形,减少环境当中的空气进入到排气装置当中的概率,确保低压缸不会漏入空气时的机组的真空降低。对于低压轴封蒸汽而言,是需要一定的温度以及压力的,当压力处于比较高的状态,会使得轴封蒸汽出现外漏以及内漏情况,如果出现外漏,会对周围环境造成一定的影响,如果出现一定的内漏,也会使得真空出现一定的下降。

1.5凝汽器热井液位及凝汽器铜管冷却效果的影响

凝汽器热井液位过高,减小了汽轮机低压缸排汽空间,减小了换热面积,从而使低压缸排汽温度升高,凝汽器真空降低。另外,凝汽器水位过高,还会造成凝结水过冷,降低机组的经济性。凝汽器水位过低,会影响凝结水泵的安全运行,因此,凝汽器要保持一定的水位,过高或过低都是不可取的。衡量凝汽器传热效果的一个重要指标是凝汽器端差,端差的大小表明了凝汽器传热效率的高低。凝汽器端差与冷却水进口温度、铜管表面的清洁程度(表面结垢或脏污会影响传热效果,使端差增大)及凝汽器有没有积聚的空气(空气和水蒸气混合物对铜管表面的放热系数很低,妨碍传热)等因素有关。

2汽轮机凝汽器真空降低的现象

汽轮机凝汽器真空降低的现象有:

1)冷凝器真空表计指示降低。

2)排汽温度升高,循环水温升增大。

3)冷凝器端差增大。

4)机组出现振动或者胀差增大。

5)真空下降过低时,“冷凝器真空低”发出报警。

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6)汽轮机调阀开度不变的情况下,机组负荷降低。

3汽轮机真空系统下降问题的控制策略

3.1机组负荷的影响

在汽轮机处于正常运行情况下,机组负荷对真空所造成的影响是比较严重的。如果机组的负荷变得越来越高,汽轮机低压缸的排气量也会随着增加,这样就使冷凝器的热负荷变得比较高,从而使得机组的真空下降,当机组的真空下降到一定值的时候,机组就会发生喘振现象,机组的振动和轴温都有可能发生变化,给机组安全稳定运行构成威胁,这样可以通过降低机组负荷的方式而对机组的真空进行维护。

3.2凝汽器漏入空气量的影响

显而易见如果凝汽器真空降低到一定的极限,避免机组发生喘振造成停车事故的发生,则应降低汽轮机转速,适当降低机组负荷,以维持凝汽器的最低真空。通过上面的分析可知,凝汽器漏入空气的点、面很多,只要查到漏入点,将漏入点堵死,问题就可解决。

3.3优化汽轮机抽气系统使用性能

从水压设计的角度出发,对汽轮机装置进行抽气性能的相关研究,使汽轮机可以依据抽气性能的分析判断,更好实现对水压的合理控制,维持抽气装置的水压控制水平。加强对抽气管理工作的重视,不仅要落实与抽气装置使用特征相关的措施,在汽轮机的抽气性能得到明确的情况下进行处置,以便抽气装置可以始终将抽气的性能维持在理想的状态,还要加强对水蒸气凝结特征的重视,尤其在进行汽轮机使用方案设计的过程中,需要从冷却器的角度分析水蒸气变化特征,使抽气装置可以更加有效的适应水蒸气的变化需要,为抽气装置在真空状态下更加有效的维护机组的运行合理性,提供有利支持。

3.4有效处置凝汽器装置气体

在进行汽轮机真空系统的侧漏问题控制过程中,一定要将侧积空气作为一项主要内容加以定位,使凝汽器的应用质量得到更加有效的维护,保证凝汽器相关的气体资源,可以有效的实现控制处理。从抽气管道的设计角度出发,对凝汽器相关的侧积空气应用方案进行优化设置,使更多的抽气管道使用方案都可以有效的适应侧积空气管理活动的具体需要,为凝汽器适应侧积空气合理管控需求提供帮助。要强化对气体流通面积这一关键性因素的重视,从汽轮机真空系统的气体资源排放特征出发,对凝汽器现有的气体资源总量以及构成情况进行有效全面的研究,保证空气资源的排放技术可以更好实现。

3.5提升真空系统循环压力设计合理性

从机组的硬件资源优化配置的角度出发,制定汽轮机装置的真空系统优化设计方案,使真空系统的具体设置可以得到硬件资源更加有利的保障,并使气体循环系统的建设可以在技术层面得到更加完整的支持。在进行气体循环方式设计的过程中,加强对循环系统运行特征的关注,使循环系统的操作使用,可以更加完整的按照真空系统内部压力控制的方式进行合理操作,为循环气体资源压力的合理控制提供必要支持。

3.6凝汽器热井液位及凝汽器铜管冷却效果的影响

凝汽器热井液位的调整主要通过凝汽器水外送来调节,若调节阀故障可以现场就地排放,保证凝汽器水位维持在正常水位。

凝汽器铜管冷却效果差一般采用投用凝汽器胶球清洗,用胶球将凝汽器循环,在机组正常运行中,应保证胶球清洗系统的可靠投运,维持凝汽器换热管内壁的洁净,降低因端差增大而造成的大量的能量损失,定期通过投球对凝汽器设备进行清洗,提升凝汽器换热效率,同时利用检修期间邀请专业清洗队伍,利用高压水枪逐个对铜管清洗,这样保证凝汽器的换热面积,提升凝汽器的真空度!

结语

在空分汽轮机实际工作中,影响凝汽器真空的因素很多,也很复杂,一般会有多个因素共同影响,解决问题的方法也很多,有时用看似很土的方法却能解决问题,因此,主要还是根据现场的实际情况,采取灵活多样的方法,解决生产现场中存在的实际问题,制定凝汽器真空降低问题的控制策略,是目前很多汽轮机装置技术性工作人员重点关注的问题。

参考文献:

[1]谢作爽,祁伟,方匡坤,等.汽轮机真空系统的氦质谱仪检漏方法及泄漏案例分析[J].浙江电力,2017,36(11):78-82.

[2]张龙龙.660MW超超临界机组汽轮机真空系统异常情况的分析及处理探讨[J].智库时代,2018,(38):290-291.

论文作者:孙新礼

论文发表刊物:《基层建设》2019年第18期

论文发表时间:2019/9/6

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