凝汽器端差分析

翟振杰（廣東粵電靖海發(fā)電有限公司，廣東 揭陽515223）

凝汽器端差分析

翟振杰（廣東粵電靖海發(fā)電有限公司，廣東 揭陽515223）

結(jié)合我廠#1機組現(xiàn)場情況分析影響凝汽器端差的原因，提出有針對性的對策措施，并分析了實施后的效果而產(chǎn)生的經(jīng)濟效益和保證機組的安全運行。

凝汽器端差；運行維護；安全性；經(jīng)濟性

1 引言

凝汽器是凝汽式汽輪機的一個重要的組成部分，它的運行好壞直接影響到機組的熱經(jīng)濟性和運行的可靠性。評價凝汽器的重要經(jīng)濟指標(biāo)有凝汽器的真空度，凝結(jié)水的過冷度和凝結(jié)水的含氧量三個方面。凝汽器真空是表征凝汽器工作特性的主要指標(biāo)，對汽輪機運行經(jīng)濟性和安全性均產(chǎn)生重大的影響。真空降低不僅令機組經(jīng)濟效率下降，還會使排汽缸溫度升高，引起機組軸中心偏移，嚴(yán)重時會引起機組振動，因此，凝汽器真空狀態(tài)的監(jiān)測受到設(shè)計和運行部門的普遍重視。而凝汽器端差又直接影響著真空度的高低。因此，對凝汽器端差的分析必須加以重視，以此來提高機組的安全性和經(jīng)濟性。

2 影響凝汽器端差的原因分析

凝汽器壓力下的飽和溫度與凝汽器冷卻水出口溫度之差稱為凝汽器端差。

（1）冷卻水溫度，循環(huán)水溫度升高，造成出口溫度升高；

（2）機組負(fù)荷，凝汽器單位面積熱負(fù)荷的影響；

（3）凝汽器鈦管水側(cè)或汽側(cè)的潔凈度，鈦管結(jié)垢使換熱效果降低，循環(huán)水出口溫度較正常時低；

（4）凝汽器汽側(cè)漏入空氣，增大了傳熱熱阻；

（5）循環(huán)水量減少（鈦管進口堵塞、旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)堵塞、海水退潮或循環(huán)泵故障），循環(huán)水出口溫度升高；

（6）循環(huán)水管內(nèi)水流速度；

（7）水位過高，淹沒了部分管束，減少了換熱面積等。

下面通過幾組數(shù)據(jù)來說明影響端差的幾個主要原因：

表1～3是我廠#1機組五月份幾天運行統(tǒng)計的數(shù)據(jù)，表1：是同一負(fù)荷600MW下不同冷卻水溫度下的參數(shù)表；表2：是在接近同一冷卻水溫度下不同負(fù)荷下的參數(shù)表；表3：是在各對應(yīng)負(fù)荷下取出八個相同負(fù)荷下的平均參數(shù)和總平均值對照表。

表1

表2

對一定的凝汽器，端差的大小與凝汽器冷卻水入口溫度、凝汽器單位面積蒸汽負(fù)荷、凝汽器鈦管的表面潔凈度，凝汽器內(nèi)的漏入空氣量以及冷卻水在管內(nèi)的流速有關(guān)。一個清潔的凝汽器，在一定的循環(huán)水溫度和循環(huán)水量及單位蒸汽負(fù)荷下就有一定的端差值指標(biāo)，從表1可以看得出：端差值指標(biāo)是當(dāng)循環(huán)水溫度升高，冷卻水出口溫度相應(yīng)升高，端差愈大，反之亦然；表2可以看得出：在接近同一冷卻水溫度下，單位蒸汽負(fù)荷愈大，端差愈大，反之亦然。

表3

實際運行中，若端差值比端差指標(biāo)值高得太多，則表明凝汽器冷卻表面鈦管污臟，致使導(dǎo)熱條件惡化。我廠凝汽器端差設(shè)計值在5～6℃，凝汽器循環(huán)水進出口允許溫升不超過9℃。從表3得出：循環(huán)水內(nèi)側(cè)平均端差在3.72℃左右，而外側(cè)平均端差在1.53℃左右，明顯看出#1機組的凝汽器端差偏低。從表1的循環(huán)水內(nèi)外側(cè)進出口溫差可以看出在7～11℃左右，通過#1、2機組的對比也能看出來，#2機組真空比較正常，凝汽器循環(huán)水進出口溫差最高不超過8℃，而內(nèi)外側(cè)基本上沒有溫差。從而能夠說明進入凝汽器鈦管內(nèi)的冷卻水量偏少，也就是鈦管入口處有海洋生物堵塞的情況發(fā)生。從表1的循環(huán)水內(nèi)外側(cè)進出口溫差可以看出，溫差明顯偏大。還可以從表1～3中可以看出凝汽器循環(huán)水內(nèi)外側(cè)端差基本上都有2℃以上的偏差，并且循環(huán)水外側(cè)平均端差只有1.53℃，比設(shè)計規(guī)定值小很多，更能充分說明凝汽器循環(huán)水外側(cè)有明顯堵塞現(xiàn)象。這也是#1機組真空相對比較低的一個主要原因。#1機組循環(huán)水供水壓力在0.13～0.14MPa，#2機組循環(huán)水供水壓力在0.11～0.12MPa，鈦管堵塞節(jié)流也會有一定影響。

由于#1機組循環(huán)水排水管離虹吸井比較長，抽吸能力比較強，在循環(huán)水經(jīng)過低背壓凝汽器后壓力降到0.04～0.05MPa，在凝汽器高背壓循環(huán)水側(cè)成為微負(fù)壓狀態(tài)，在低背壓凝汽器循環(huán)水出水到高背壓凝汽器進水之間的人孔門和排空門關(guān)閉不嚴(yán)密的情況下就會有空氣漏入，從而影響端差，對鈦管換熱就受到影響。

對于凝汽器水位高過鈦管會直接影響換熱，而影響端差。

3 運行維護措施

凝汽器真空是衡量凝汽器運行經(jīng)濟性的重要指標(biāo)之一，而真空直接跟凝汽器端差息息相關(guān)，真空直接影響機組的安全性和經(jīng)濟性。一般運行經(jīng)驗表明，凝汽器真空每下降1kPa，機組汽耗會增加1.5～2.5%；而傳熱端差每升高1℃，供電煤耗約增加1.5～2.5%。因此怎樣解決凝汽器端差非常必要，對于運行中的凝汽器來說，我們可以通過運行監(jiān)視、調(diào)節(jié)維護，有以下幾點改善措施：

（1）對于冷卻水的影響，這是自然條件我們無法改變；

（2）機組負(fù)荷是中調(diào)給定這也是不能改變；

（3）對鈦管潔凈度的問題要從汽側(cè)和水側(cè)來考慮，水側(cè)應(yīng)盡快在負(fù)荷允許的條件下進行水側(cè)半邊清洗，將堵在鈦管內(nèi)的各種雜質(zhì)清除，對循環(huán)水的旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)、沖洗水泵進行定期的維護檢查，防止各種雜質(zhì)漏入循環(huán)水進入凝汽器。循環(huán)水前池定期加入一定的化學(xué)藥品，防止海內(nèi)貝殼等生物跑到凝汽器內(nèi)寄生。汽側(cè)主要是對凝結(jié)水、給水水質(zhì)嚴(yán)格監(jiān)測，防止水質(zhì)惡化結(jié)垢，鈦管泄漏海水進入凝結(jié)水造成凝結(jié)水水質(zhì)惡化和過冷度的增加，應(yīng)該通過化學(xué)在線的水質(zhì)化驗進行監(jiān)測；

（4）對于凝汽器的內(nèi)漏，應(yīng)加強巡視軸封冷卻器疏水水封桶水位、給水泵密封水回水水封桶水位監(jiān)視和給水泵足夠的密封水，真空破壞門關(guān)閉嚴(yán)密，對真空泵定期維護保證有足夠的出力；

（5）凝汽器內(nèi)循環(huán)水側(cè)有空氣，可以通過慢慢關(guān)閉凝汽器循環(huán)水出口門打開排空門來排空，提高水側(cè)壓力，排凈空氣后一定要將排空門關(guān)閉嚴(yán)密。這一點尤其應(yīng)該小心循環(huán)水壓力變化，對于鈦管強度要求，安全性考慮。在排凈空氣后，應(yīng)適當(dāng)開大凝汽器循環(huán)水出口門，保證循環(huán)水壓不用太高，可降低循環(huán)水泵出力而節(jié)約廠用電，提高經(jīng)濟性；

（6）對于低負(fù)荷下，兩臺循環(huán)水泵并列運行停運一臺，減少循環(huán)水量能夠降低端差和凝結(jié)水的過冷度，節(jié)約廠用電提高經(jīng)濟性。但這個對于機組安全運行有影響，這個措施不提倡。可以對系統(tǒng)改造或采用變頻電動機。

4 實施效果

六月初在機組負(fù)荷允許的情況下，#1機組對凝汽器進行了半邊清洗，并且效果明顯。下面就列出在對#1機組凝汽器清洗后的數(shù)據(jù)進行一個對比，如表4。

表4

通過凝汽器清洗后，從表4可以很明顯的看出幾個顯著的成效：

（1）機組真空有明顯的提高，在同樣的負(fù)荷下，其他條件不變，在循環(huán)水溫更高的情況下機組真空平均提高了0.6kPa左右。從而降低機組的汽耗損失，提高了機組的經(jīng)濟性。

（2）凝汽器外側(cè)端差有所改善，由清洗前的1.53℃的過低端差，經(jīng)過清洗后提高到了3.54℃，而內(nèi)側(cè)端差相對降低，使內(nèi)外側(cè)端差基本無偏差。凝汽器的平均端差也有所下降，降低機組的供電煤耗，提高了機組的經(jīng)濟性。

（3）循環(huán)水內(nèi)外側(cè)進出口溫差基本沒有偏差，說明解決了一側(cè)凝汽器鈦管被堵塞的現(xiàn)象。循環(huán)水進出口允許溫升明顯下降，由原來最高的10.38℃下降到不超過設(shè)計值的9℃，現(xiàn)在最高也只有8.01℃，從而使凝汽器的熱負(fù)荷變得均勻，以利于凝汽器的安全運行。

5 總結(jié)

凝汽器端差對機組安全性和經(jīng)濟性都有很大的影響，主要還是要通過我們在運行中的有力維護和正常監(jiān)視來控制。

[1]朱新華，江運漢，張延峰，合編.電廠汽輪機.北京：中國電力出版社，1993，10.

[2]程明一，閻洪環(huán)，石奇光，合編.熱力發(fā)電廠.北京：中國電力出版社，1998，5.

[3]楊詩成，王喜魁，合編.泵與風(fēng)機.北京：中國電力出版社，1990，10. [4]陳 庚，主編.單元機組集控運行.北京：中國電力出版社，2001，5.

[5]廣東粵電靖海發(fā)電有限公司，編.600MW機組集控運行規(guī)程（第五版）.

TK264.11

A

2095-2066（2016）22-0254-02

2016-7-20

翟振杰（1987-），男，電力運行助理工程師，本科，主要從事600MW火力發(fā)電機組集控運行工作。