凝汽器真空的影响因素 及常见故障分析
• 在现代大型电站凝汽式汽轮机组的热力循环中，凝汽设备 起着冷源的作用，其主要任务是将汽轮机排汽凝结成水并 在汽轮机排汽口建立与维持一定的真空度。以凝汽器为核 心，内连汽轮机低压缸，外连循环水系统，构成了电站热 力系统“冷端”。根据汽轮机工作原理，凝汽器的真空度 对汽轮机装置的效率、功率有重大影响，因此凝汽器的工 作效能直接影响到整个汽轮机组的热经济性。 • 汽轮机组冷端系统性能不良，严重影响整个机组的热经济 性，使供电煤耗率增加。而凝汽器真空降低1kpa,机组热 耗率约上升0.8%,煤耗率增约2.5g/KWh。因此，汽轮机组 冷端系统性能差的问题是电力行业关注的焦点之一。分析 冷端系统性能不良的原因以及对经济性的影响，提高凝汽 器性能，维持机组经济真空运行,直接
• 冷却水进口温度主要决定于电站所在地的气候和 季节。同时我厂是明渠取水，水温受到潮位影响 较大
3. 影响凝汽器传热端差的因素
• 凝汽器的传热端差是指凝汽器排汽温度与冷却水 出口温度的差值。 • 凝汽器传热端差值的变化标志着凝汽器运行状况 的好坏，可作为判别凝汽器运行状态的依据。运 行中端差值越小，则运行情况越好．机组的热效 率越高。
1 汽轮机冷端系统简述
• 汽轮机冷端系统主要由汽轮机低压缸、表面式凝汽器、抽气设备、胶 球清洗装置、凝结水泵 、循环水泵和循环水水源，以及这些部件之间 的连接管道和管件等组成。 • 排汽离开低压缸之后进入凝汽器壳侧，凝汽器管内流入由循环水泵提 供的循环水作为冷却工质，将排汽凝结成水。由于蒸汽凝结成水时， 体积骤然缩小，这就在凝汽器内形成高度真空。为保持所形成的真空， 则需用抽气设备将漏入凝汽器内的空气不断抽出，以免不凝结空气在 凝汽器内逐渐积累，使凝汽器内压力升高。 • 循环水按供水方式的不同，有一次冷却供水和二次冷却供水。供水来 自江、河、湖、海等天然水源，排水仍排回其中的，称为一次冷却供 水，或开式供水。供水来自冷却水塔或冷却水池等人工水源，排水仍 回到冷却水塔(水池)循环使用的，称为二次冷却供水。冷却水所带入 的泥沙、污秽的物质和加热过程中分解出的盐分等均会不同程度地沉 积在循环水管的内表面上;由于附着物的传热性能很差，将导致凝汽器 真空降低，而且还会加速冷却水管的腐蚀，因此采用胶球清洗装置进 行清洗，并在循环水泵进水管上安装滤网，达到良好的净化循环水的 效果。
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3.2 运行中影响凝汽器端差的因素
• 根据实际情况及分析研究，可采用以下处理措施： • （1）机组运行过程中维持轴封系统各疏水U形水封的正 常工作。 • （2）机组运行过程中维持好轴封加热器的正常水位。 • （3）按设计要求调整汽轮机轴端汽封间隙，减小轴端漏 汽量。 • （4）运行中严格控制低压汽封供汽压力、温度，遇到汽 封系统运行不正常，应及时进行分析，不可随意提高汽封 供汽压力、温度。 • （5）负压部位管道设计时，应充分考虑膨胀问题，应设 有一定长度的弯头或膨胀节。 • （6）运行中应尽量避免剧烈工况出现。 • （7）及时更换泄漏的阀门。
3.2 运行中影响凝汽器端差的因素
• 影响凝汽器传热端差的因素比较复杂，主要包括凝汽器传 热性能、热负荷、清洁系数、空气量及循环水系统的特性 等 • 凝汽器的空气来源有二：一是由新蒸汽带入汽轮机的，由 于锅炉给水经过除氧，这项来源极少；二是处于真空状态 下的各级与相应的回热系统、排汽缸、凝汽设备等不严密 处漏入的，这是空气的主要来源。空气严密性正常时进入 凝汽器的空气量不到蒸汽量的万分之一，虽然少但危害很 大。主要是空气阻碍蒸汽放热，使传热系数减小，端差增 大从而使真空下降。空气的第二大危害是使凝结水的过冷 度增大。 • 降低空气量主要从真空严密性和抽气器的工作性能考虑。
3.2 运行中影响凝汽器端差的因素
• • • • • • 真空严密性差是造成汽轮机真空低的主要原因，真空系统易泄漏空气的薄弱 环节有： （1） 凝汽器热井、低压加热器玻璃管水位计经常出现漏点、缺陷，漏入空 气，造成严密性下降。 （2） 轴封加热器水位自动调节失灵导致水位偏低，水封无法建立，导致空 气漏入。 （3） 采用迷宫式水封的给水泵，其密封水排至凝汽器，水封无法有效建立， 导致空气漏入。 （4） 低压缸防爆门、小汽机排汽管防爆门、凝汽器入孔门等也经常由于密 封不严，或防爆门出现裂缝，导致空气漏入。 （5） 大机、小机低压轴封由于轴封压力不能满足需要，造成轴封泄漏，另 外，汽封间隙的大小、汽封的完好程度也是造成轴封泄漏的重要因素。 （6） 凝结水泵进口法兰、凝泵水封泄漏也经常导致凝结水溶氧不合格。 （7） 管道安装。目前的新建机组，安装质量较好，压力管道均进行水压试 验，真空管道均进地灌水试验，由于法兰，阀门盘根等原因导致泄漏的情况 较小。 （8） 部分低压管道上的疏水阀、排汽阀，关闭不严，导致真空泄漏。
2 影响真空的因素：
• 汽轮机冷端性能总归是对影响真空的因素的研究， 凝汽器内真空的形成是由于在凝汽器内蒸汽和凝 结水汽液两相之间存在一个平衡压力。蒸汽凝结 时的温度越低，凝汽器内的绝对压力越低。 • 排汽温度主要受冷却水入口温度、冷却水温升、 凝汽器传热端差影响较大。
2.1影响凝汽器传热端差因素
3.1传热端差的确定
• 设计时，凝汽器的传热量一定时，循环水量主要 根据循环倍率决定，只能按经验数值取定，循环 倍率一般为50-80之间。因此，只有增大冷却面积 才能减小传热端差。增大冷却面积需要增大投资， 故也要在汽轮机组“冷端最佳参数选择”任务中 决定。运行时，冷却面积已定，因此传热系数是 影响传热端差的主要因素。传热系数越大，传热 端差越小，真空越高。因此，凡影响传热系数的 因素，都将影响传热端差，从而影响真空。
• 一般运行经验表明，凝汽器真空每下降l，机组汽 耗会增加1.5%～2.5% ；而传热端差每升高1℃ ， 供电煤耗约增加1.5%～2.5%。 • 影响凝汽器传热端差的因素比较复杂，主要包括 凝汽器传热系数、热负荷、清洁系数、空气量及 冷却水系统的特性等。
2.2影响冷却水温升因素
• 冷却水温主要决定于循环倍率，或者说，当进入 凝汽器的蒸汽量一定时，主要决定于冷却水量。 冷却水量减少，则冷却水温增大，真空降低。冷 却水量主要决定于循环水泵，也可能由其他原因 而减小，例如，凝汽器管板被杂草、木块、小鱼 等堵塞；冷却水管内侧结垢，流动阻力增大；循 环水泵局部故障；循环水吸水井水位太低，吸不 上水等都可能使冷却水量减少，引起真空降低。