軸封冷卻器疏水回收系統(tǒng)對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)組真空度的影響分析

謝家敏

摘 要：該文結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐，分析生物質(zhì)發(fā)電分公司15 mW抽汽凝氣式機(jī)組真空系統(tǒng)真空度下降的原因，探討并著重分析了通過(guò)軸加疏水改造提高真空度的可行性，提高了機(jī)組的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：真空度 汽耗 軸加疏水 發(fā)電機(jī)組經(jīng)濟(jì)效益

中圖分類(lèi)號(hào)：TM7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2013）03（a）-00-02

1 真空系統(tǒng)對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)組的影響

真空系統(tǒng)是汽輪發(fā)電機(jī)組的一個(gè)重要組成部分，其嚴(yán)密性與穩(wěn)定性直接影響整個(gè)設(shè)備運(yùn)行的熱經(jīng)濟(jì)性和安全性。國(guó)家電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)真空系統(tǒng)的嚴(yán)密性要求非常嚴(yán)格，正常情況下凝汽器的真空度應(yīng)保持在94 kPa左右。

凝汽器內(nèi)真空度下降后，若保持機(jī)組負(fù)荷不變，汽輪機(jī)進(jìn)汽量勢(shì)必增大，使軸向推力增大以及葉片過(guò)負(fù)荷，且汽輪機(jī)的汽耗率升高，發(fā)電效率下降、能耗增加；甚至由于真空下降，使排汽溫度升高，從而引起排汽缸變形，機(jī)組重心偏移，使機(jī)組的振動(dòng)增加及凝汽器銅管受熱膨脹產(chǎn)生松弛、變形甚至斷裂。故機(jī)組在運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)真空下降時(shí)除按規(guī)定減負(fù)荷外，必須查明原因及時(shí)處理。

2 真空系統(tǒng)對(duì)汽輪汽耗的影響

3 引起真空下降的原因及采取的措施

引起真空下降的原因很多，如汽輪機(jī)的本體及機(jī)組負(fù)壓系統(tǒng)存在密封性能差；低壓加熱器長(zhǎng)期無(wú)水位運(yùn)行；夏季射水式抽氣器水箱水溫高，導(dǎo)致射水式抽氣器效率下降；夏季循環(huán)水溫度高，凝汽器內(nèi)熱交換不足；凝汽器銅管結(jié)垢，降低了傳熱效果，從而導(dǎo)致真空大幅度降低等等。除了改善運(yùn)行環(huán)境和消除設(shè)備缺陷外，軸封冷卻器疏水回收系統(tǒng)技術(shù)改造大大提高了凝汽器真空度（圖1）。

以生物質(zhì)發(fā)電分公司為例，1、2#機(jī)組原設(shè)計(jì)上軸封冷卻器疏水水封采用多級(jí)水封方式圖1，水封總高度10.35 m。投產(chǎn)運(yùn)行后多級(jí)水封一直運(yùn)行不穩(wěn)定，水封筒內(nèi)水封屢被破壞，經(jīng)運(yùn)行反復(fù)調(diào)整（增大回水阻力等），均無(wú)明顯收效。多級(jí)水封工作原理就是使用多個(gè)U型實(shí)行增大密封水回水的阻力。

從理論上說(shuō)密封水回水經(jīng)過(guò)多級(jí)水封然后再有一定的高度回到凝汽器汽側(cè)，流動(dòng)阻力加上高差剛好等于凝汽器的真空，這時(shí)候就是最正常的工況。但事實(shí)上本單位機(jī)組的工況經(jīng)常在變，凝汽器的真空也不是一成不變的，所以多級(jí)水封一般很容易造成兩個(gè)結(jié)果，一是回水不暢（流動(dòng)阻力大時(shí)），二是漏真空（回水阻力小時(shí)），（多級(jí)水封并不是只能通過(guò)水不能通過(guò)汽，凝汽器真空太高了把回水拉空自然就會(huì)拉空氣進(jìn)去也自然就會(huì)掉真空了）。根據(jù)以往其他機(jī)組的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，目前國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)軸加疏水水封不論是單級(jí)還是多級(jí)水封均存在運(yùn)行不穩(wěn)定問(wèn)題，多級(jí)水封運(yùn)行中易發(fā)生水封破壞現(xiàn)象，導(dǎo)致軸封冷卻器的無(wú)水位運(yùn)行，從而降低機(jī)組真空。

在上述改造后，由于低位水箱進(jìn)口側(cè)與凝汽器不再直接連接，其至軸封冷卻器疏水水面高度為2.5 m左右，而軸封冷卻器抽風(fēng)機(jī)工作負(fù)壓為-1～-3 kPa，正常運(yùn)行中不會(huì)影響軸加疏水排出。但在負(fù)荷變化等因素導(dǎo)致浮球閥控制低位水箱水位過(guò)低時(shí)，使水箱進(jìn)水管管口露出水箱水面后，因軸加抽風(fēng)機(jī)作用，導(dǎo)致軸加疏水不能及時(shí)排出，發(fā)生滿水，水位過(guò)高時(shí)造成軸加電機(jī)跳閘，嚴(yán)重時(shí)疏水會(huì)沿著軸封排汽管道經(jīng)汽輪機(jī)高、低壓汽封進(jìn)入汽輪機(jī)，這樣將會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的后果，影響機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

該問(wèn)題通過(guò)進(jìn)一步改進(jìn)低位水箱進(jìn)水口設(shè)計(jì)，同時(shí)在運(yùn)行中采取加強(qiáng)參數(shù)調(diào)節(jié)，加強(qiáng)監(jiān)控水平，一旦發(fā)生滿水，通過(guò)調(diào)節(jié)汽封壓力，停運(yùn)軸加風(fēng)機(jī)等措施加以處理，均未造成嚴(yán)重后果。

4 改造后的節(jié)能效果

通過(guò)改造，生物質(zhì)發(fā)電分公司1、2#機(jī)組真空平均提了高2～3 kPa。若按節(jié)能計(jì)算，提高2 kPa，降低煤耗11 g/kW·h，以每日總發(fā)電量約60萬(wàn)kW·h，年發(fā)電小時(shí)數(shù)以5000 h計(jì)算，則每年發(fā)電為12500萬(wàn)kW·h，可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤1375 t。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)軸封冷卻器疏水系統(tǒng)的改造后，提高了生物質(zhì)發(fā)電分公司1、2#機(jī)組的凝汽器真空，發(fā)電機(jī)出力得到提高，經(jīng)濟(jì)效益顯著提高。但也存在一些不足，只要運(yùn)行人員加強(qiáng)參數(shù)調(diào)節(jié)，加強(qiáng)監(jiān)控水平，是可以避免不必要事故的發(fā)生。

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