淺談直接空冷系統排汽裝置設計

摘 要：火力發電的輔助設備中的冷凝器分水冷和空冷。水冷凝汽器需要大量的水作為冷卻介質，然而在部分火力發電廠的選址在水資源缺乏的地方，冷凝器只能使用空冷凝汽器。空冷凝汽器顧名思義就是利用空氣做冷卻介質對汽輪機乏汽進行冷卻。空冷凝汽器的主要凝汽設備是空冷島，布置在室外，如何將其輸送到空冷島上，每個汽輪機廠家的設置都不盡相同。

關鍵詞：排汽裝置；空冷凝汽器；直接空冷

1 概述

我司生產的工業汽輪機組，一直都是使用水冷凝汽器作為冷卻設備，水冷凝汽器優點是水的換熱系數高，所需的換熱面積小，機組成本低。然而在某些水資源取法的地方用水成本高昂，業主們就更偏向于使用空冷凝汽器。最近我司接到的訂單中就有空冷的機組，這在我司里是首臺的空冷機組。空冷機組的設計和水冷的完全不一樣。主機設計肯定是不一樣的，但輔機要考慮的是如何將汽輪機乏汽排到空冷島是我們輔機的難題。

2 功能概述

我們要設計一樣物品，首先要弄清楚該物品要實現什么功能。我們將連接汽輪機與空冷島連接的部件命名為排汽裝置，我們在設計排汽裝置時，要實現以下的功能。

排汽裝置的功能：

（1）將排汽輸送到空冷島并且把汽流轉向。汽輪機排汽通過排汽裝置內部的導流轉向板，實現排汽流向的轉變。

（2）接收來自空冷島凝結水，起到熱井的作用。

（3）接收汽輪機本體疏水。裝置本體設置疏水膨脹箱，接收汽輪機本體的疏水。疏水膨脹箱上設有若干支疏水聯箱，每支疏水聯箱接收壓力等級相近的疏水，以防止汽輪機進水。

（4）將部分排汽用于凝結水回熱及除氧。排汽裝置的導流板開有通汽孔，部分排汽由通汽孔進入到下部的熱井，加熱來自空冷島的凝結水，起到回熱作用同時起到除去凝結水中的氧氣的效果。

（5）接收化學補水并除氧。在排汽裝置喉部設有化學補水接口，系統的化學補水進入補水接管后通過小孔噴淋霧化與汽輪機排汽充分接觸換熱使補水中的氧氣逸出達到除氧的目的。

（6）接收給水加熱器凝結水及汽封冷凝器凝結水。

（7）設接收旁路蒸汽。排汽裝置喉部設置二級減溫減壓器裝置，接收旁路來的蒸汽，并且通過二級減溫減壓及噴水降溫使旁路蒸汽參數降至空冷凝汽器可以接受的程度。

（8）吸收汽輪機臺板以下的膨脹量。汽機運行時會產生熱膨脹，排汽裝置設有膨脹節，吸收汽機及排汽裝置的膨脹量。

3 排汽裝置參數表

4 排汽裝置構成（見圖1）

5 排汽裝置的安裝

（1）本排汽裝置在廠內分零部件或部套加工、運輸到現場組裝。排汽裝置的裝配應符合ZBK54015-88《凝汽器加工裝配技術條件》的規定。

（2）支座的安裝。a.中央的固定支座在整個排汽裝置組裝完成后，最后才跟預埋板與排汽裝置的底板焊接牢固。詳細根據圖紙Kog300443固定支座要求安裝。b.其他四個支座在安裝前，確保設計院預埋的四個鋼板的平面在同一個平面上，將四個支座與基礎的預埋板焊接牢固。

（3）排汽裝置主體的安裝。a.如果條件允許可以先將排汽裝置上、中、下部、疏水膨脹箱、二級減溫減壓器等組焊好后整體搬運到四個支座上固定。b.若現場高度、搬運條件不允許，排汽裝置主體進行就位安裝：先將排汽裝置下部吊上四支座上，根據圖紙調整好位置后焊接牢固。然后將排汽裝置中部、排汽裝置上部按順序焊接牢固，二級減溫減壓器焊接在排汽裝置上部，各部件中的連接詳細見總裝圖紙。c.膨脹節現場安裝就位與排汽裝置和排汽接管焊接好后，將保護螺栓松開若干高度，以保證運行時最大壓縮量。d.排汽接管允許根據現場實際情況進行修磨使之與膨脹節上部的法蘭接觸均勻然后再焊接。

（4）疏水膨脹箱的安裝。疏水膨脹箱與排汽裝置中、下部做預裝配并做好標記，在裝配時，可將連接部分的殼壁進行適當修磨使四周都獲得良好的連接，疏水膨脹箱在排汽裝置上的位置由排汽裝置總圖給出。

（5）外部接管根據裝配總圖給出的接口，一一對應接好。

（6）裝配時若加強肋與主體部套發生干涉，允許對加強肋進行割焊處理。

（7）整體安裝后密封焊縫按JB3289《汽輪機主要零部件理化檢驗方法》做煤油滲透試驗。

（8）整體安裝后要求進行盛水試驗。a.盛水試驗一般采用清潔水作為介質；b.采用水的溫度不得低于5℃；c.試驗在涂油漆之前進行；d.盛水高度應灌至后汽缸與排汽接管連接焊縫以上100mm；e.盛水試驗持續時間不得少于2小時或與用戶商定執行。

6 結束語

排汽裝置成功的將汽輪機與空冷島連接起來，實現排汽的轉向并輸送到空冷島上。凝結水會繼續后到排汽裝置中并通過噴嘴霧化充分和排汽接觸換熱，除去溶解在凝結水中的氧氣。上部的膨脹節有效的吸收汽輪機與排汽裝置因為溫度升高而產生的膨脹量。

參考文獻

[1]火力發電設備技術手冊[M].機械工業出版社.

[2]JB/T10085-1999.汽輪機凝汽器技術條件[S].中華人民共和國機械電子工業部，1999.

作者簡介：李景穎（1988-），男，廣東省肇慶人，廣州廣重企業集團有限公司助理工程師，主要從事熱能動力設備設計方面的工作。