凝汽器空氣冷卻區異常對真空的影響

摘要：本文針對大唐琿春發電廠330MW機組（#3機組）凝汽器真空偏低，端差偏大問題的分析，通過對循環水量、水質，真空嚴密性，空氣冷卻區等多方面排查研究。結果，發現凝汽器空氣冷卻區擋板接縫處存在漏焊現象而導致真空偏低，通過補焊解決了此項問題。同時，也提高機組運行的可靠性和經濟性。

關鍵詞：循環水量水質真空嚴密性空氣冷卻區

0引言

凝汽器是汽輪發電機組的重要輔助設備之一，它的運行情況影響著整個機組的安全性和經濟性。真空度是機組的一項重要指標，凝汽器端差增大，真空偏低，降低了機組熱循環效率，從而降低了機組的經濟性。

大唐琿春發電廠（以下簡稱我廠）2×330MW可調整抽汽式燃煤機組分別于2006年9月13日和9月30日投入運行，即為我廠的#3機組和#4機組。但是，自投產以來，#3機組的真空總是低于#4機組，為了解決#3機組真空低問題，我廠組織了專業小組進行了排查分析工作，實施了可行的處理辦法。解決了#3機組凝汽器真空偏低問題，進一步降低了我廠的供電煤耗，提高了機組的經濟性。

1凝汽器基本介紹

1.1凝汽器工作原理

汽輪機的排汽通過喉部進入殼體，在冷卻管束上冷凝成水并匯集于熱井，由凝結水泵抽出。循環水從進口水室進入冷卻管束并從出口水室排出。為保證蒸汽凝結時在凝汽器內維持高度真空和良好的傳熱效果，還配有抽氣設備，它不斷將漏入凝汽器中的空氣和其他不凝結氣體抽出。

1.2凝汽器參數及結構

我廠的凝汽器設計參數如表1。凝汽器分為汽側和水側兩部分。凝汽器主要由外殼、水室、管板、銅管、與汽輪機連接處的補償裝置和支架等部件組成。凝汽器的傳熱面分為主凝結區和空氣冷卻區兩部分，他們之間用擋板隔開，空氣冷卻的面積約占凝汽器面積的5%-10%，設置空氣冷卻區的目的，使其容積流量減少，進而減輕了抽氣設備的負荷，有利于提高抽氣效果。

2凝汽器真空低原因分析

2.1循環冷卻水量的變化

循環冷卻水量大小對凝汽器的真空度影響也很大。循環冷卻水量的大小直接影響著凝汽器換熱效果。我廠有4臺循環水泵（設計流量17000t/h），通過改變循環水泵運行方式同時向#3、#4機組提供循環冷卻水，#3、#4機組循環冷卻供水管之間設有聯絡門。結合我廠近年來#3、#4機組循環流量測量結果分析，兩臺機組的循環水量基本持平，見表2。在機組檢修期間，還對冷卻水塔進行了全面檢修和徹底的清掃。#3機組真空偏低問題仍沒有解決。

2.2循環水水質影響

由于循環冷卻水源取自圖們江水，圖們江水含沙量大，又受上游造紙廠污染，水中紙漿纖維含量也較多，進入我廠只是經過簡單的塵沙過濾就循環使用。

由于冷卻水質的原因，凝汽器管壁會產生軟垢，造成傳熱系數降低，因此增加一臺高壓水沖洗機，利用機組檢修期間清掃凝汽器，保持鋼管清潔度。同等條件下對比，#3機組真空始終低于#4機組。

2.3真空系統的嚴密性

真空系統的嚴密性會由于管件的老化而降低，促使凝汽器傳熱效果差，也會導致凝汽器端差增大，真空下降。針對2009年#3、#4機組真空嚴密性試驗結果分析，兩臺機組的真空下降速度都在267Pa/min以內，試驗均合格。因此，排除了真空系統嚴密性對#3機組真空偏低的影響。

2.4凝汽器空氣冷卻區工作異常

凝汽器空氣冷卻區設計為汽流向心式，在空氣冷卻區上方設置擋板，阻止蒸汽不經空冷區冷卻直接進入抽空氣管影響凝汽器及真空泵工作效率。每列管束在其中三塊擋板上開有方孔，用三根方管拼聯成抽汽管，以抽出不凝結氣體及空氣。2010年#3機組檢修期間，我廠組織專業隊伍對凝汽器抽空氣系統進行了檢查，發現了空氣冷卻區擋板安裝中未按照設計要求與凝汽器支撐管板進行密封焊，造成大量未凝結蒸汽未經過空氣冷卻區，通過空冷區擋板間隙進入抽空氣管，被真空泵抽走。進而造成凝汽器內空氣分壓力升高，真空降低。未凝結的蒸汽被真空泵抽走真空泵汽水分離器內水溫升高，泵電流增大。

機組檢修期間，對#3機組凝汽器空氣冷卻區擋板未滿焊的地方進行了補焊。圖3中標記出來的黑線就是滿焊處。

#3機組正常投入運行后，同等條件下，#3、#4機組真空持平，有效地解決了#3機組真空低于#4機組的問題。#3機組同期比較，水環式真空泵電流由225A降至206A，比凝汽器擋板未滿焊前降低了19A，凝汽器端差降低了2.5℃左右，排汽壓力降低1.5kPa，機組發電煤耗率降低2.37g/kW·h，按照3#機組2010年發電量16.2億千瓦時計算，全年可節約標煤3840t，按每噸標煤410元計算，全年可節省157萬元。此外，真空的提高，輔機設備的耗電率也隨之下降，降低了我廠的廠用電率。

3結束語

大唐琿春發電廠針對#3機組凝汽器真空低于#4機組的問題，已經發現了切實可行的治理辦法，并取得了成效，有效、可靠地提高了機組的經濟性，收到了可觀的經濟效益。

參考文獻：

[1]張卓澄.大型電站凝汽器[M].北京：機械工業出版社，2009.

[2]330MW機組汽機輔機運行規程.大唐琿春發電廠文件.

[3]鄭體寬.熱力發電廠[M].北京：中國電力出版社，2001.