汽輪機低真空運行及改進

趙小恰

1.汽輪機低真空運行

河北新晶焦化有限責任公司熱電車間的汽輪機為C3-3.43/0.49型抽凝機組，為了提高機組的循環熱效率，將機組運行方式由抽凝運行改為低真空運行。低真空運行時冷凝器真空為-0.08～-0.07MPa，此時的循環水溫度為 50～60℃，可滿足低溫熱水的參數要求。在冬季采暖期采用降低汽輪機真空運行，提高排氣溫度，利用循環水進行供熱，將住戶采用的低溫地板輻射采暖代替冷卻塔，回收循環水的冷源損失，從而提高機組的熱效率和經濟性。

由抽凝運行改為低真空運行的方法是將循環水系統接入熱網水系統（圖1）。即將冷凝器出口接入熱網循環水泵入口母管，將熱網回水接入冷凝器入口。在熱網回水至冷凝器進口閥門4前加一個閥門2接入系統，冷凝器出口與閥門3之間加閥門1，進入熱網循環泵入口，1、2兩個閥門用于停止供暖后與原來的系統切斷，以及供暖狀態開啟這兩個閥門后投入低真空供暖。同時在這兩個閥門之間增加一個再循環閥門5，用于短路供熱泵與熱用戶，在供熱管網并入系統前，打開閥門5用于熱網單獨循環，不影響原來的運行系統，正常供暖后閥門5關閉。將原來系統中的冷凝器出口閥門3關閉后，在汽輪機內作過功的蒸汽通過冷凝器換熱后直接進入熱網，經過熱網循環水泵加壓后，進入熱網送到千家萬戶，用于冬季取暖。

2.運行中存在的問題及改進

汽輪機低真空運行后，排汽壓力和排汽溫度均升高，對汽輪機設備的可靠性有所影響，針對以下問題進行了改進。

（1）為了保障冷凝器正常運行參數，在熱網回水管路進入冷凝器以前裝設減壓閥和持壓卸壓閥以及除污器，保證系統運行過程中冷凝器壓力保持在0.18～0.22MPa,在事故狀態下卸壓并保壓，保證進入冷凝器回水壓力不超壓和進入冷凝器的循環水無雜物無異物，防止冷凝器銅管破裂和管板變形。同時還對冷凝器端蓋及管板進行了加固,使它們的承壓從0.2MPa提高到0.6MPa，極限承壓0.9MPa，大大提高了冷凝器的安全運行系數。

（2）汽輪機低真空運行后，冷凝器內循環水溫度提高了25℃左右，銅管容易結垢，傳熱系數將大幅度地減少，在冷凝器上安裝在線自清洗裝置，可大大提高冷凝器的換熱效率。在冷凝器的每根銅管內安裝該裝置后，當汽輪機組運行時，無需外加動力，利用水的流速驅動本裝置的旋轉部件長期在銅管內不停地快速旋轉，改變管內水的流動狀態。同時，破壞水垢和粘泥的形成機理，使水垢和粘泥不能在管壁上滯留，排除了結垢的可能。該裝置采用高分子聚合材料制成，其密度與水的密度相仿，能較好地浮動在管的中心部位，在運行時可避免與金屬的硬摩擦，使管內除垢均勻化，同時還保護了金屬表面的氧化膜，較好地解決了銅管的使用壽命。該裝置結構及安裝見圖2。

（3）汽機低真空運行后，凝結水溫度可能達到70℃，凝結水泵會發生汽化，凝結水抽不出去。為了提高水泵的抗汽蝕能力，將水泵向下布置，使熱水井出水口與水泵入水口距離大于1300mm，在水泵進口處形成一個由水柱形成的靜壓力，防止了凝結水在水泵進口處的汽化，使水泵能正常吸水。

3.效果

抽凝式汽輪機組低真空運行后,大大減少了汽輪機冷源損失,提高了熱電車間的經濟效益,節能效果十分顯著。引入自清洗裝置后大幅度提高傳熱系數，提高并保持冷凝器真空度，降低冷凝器端溫度差并保持在7～10℃以下，補充水量可減少約1/4～1/5。經計算一個采暖期可以回收熱量15萬m2，可節約標準煤3986t，相當于12萬GJ，經濟效益十分可觀。

W10.02-30