凝汽器端差偏高原因與解決策略研究

朱文哲 盧武朝

摘 要：本文主要以某電廠600MW機組凝汽器（4號）、3號機組的端差展開了分析，研究結(jié)果表明，真空泵內(nèi)的出力下降，循環(huán)水（閉式）溫度比較高。真空泵內(nèi)的葉輪汽蝕現(xiàn)象比較嚴重。將真空泵的葉輪和轉(zhuǎn)子更換為不銹鋼材質(zhì)，在該機組內(nèi)開啟循環(huán)冷卻水回路。本文首先分析了機組（3號、4號）凝汽器端位偏高現(xiàn)狀，同時闡述了凝汽器端位偏高原因，最后總結(jié)了凝汽器端位偏高解決措施。

關(guān)鍵詞：凝汽器 端差 偏高原因 解決措施 現(xiàn)狀

中圖分類號：TK264 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2018）01（a）-0120-02

目前，我國凝汽器使用過程中，真空泵內(nèi)的出力下降，循環(huán)水（閉式）溫度比較高，真空泵內(nèi)的葉輪汽蝕現(xiàn)象比較嚴重，嚴重影響著凝汽器端差數(shù)值。通過將真空泵內(nèi)的葉輪、轉(zhuǎn)子更換為不銹鋼材質(zhì)，在機組內(nèi)開啟循環(huán)冷卻水回路模式，在運行設備內(nèi)加入1臺冷泵，定期沖洗冷泵、閉冷器，最后發(fā)現(xiàn)4號機組600MW機組凝汽器端差下降了1.5℃，具有顯著的應用效果，能夠提升電廠的運行質(zhì)量，進而提升電廠的經(jīng)濟效益。

1 電廠內(nèi)3號、4號機組凝汽器端位偏高現(xiàn)狀

某電廠內(nèi)二期機組（型號為：2×600MW）內(nèi)機組配置比較高，低背壓凝汽器、設置3臺真空泵（1臺低背壓、1臺高背壓、1臺備用），在3號機組內(nèi)配置4臺功率循環(huán)水泵（功率為250kW），4號機組配置了2臺循環(huán)水泵（功率為2400kW）。循環(huán)水的排放流程如圖1所示，從圖1中能夠看出低背壓凝汽器是經(jīng)過高背壓凝汽器排放。

通過應用發(fā)現(xiàn)，在相同的負荷情況下，電廠內(nèi)4號機組凝汽器端差相比，同3號機組凝汽器端差數(shù)據(jù)表如下表1所示。

通過分析表1中3號機組、4號機組凝汽器端差的數(shù)據(jù)得知，在排汽壓力下飽和溫度由排汽溫度替代。在同一時間段內(nèi)，機組負荷偏差在4MW的范圍內(nèi)，可以認為是2臺機組端差負荷。3號機組、4號機組循環(huán)水屬于江水，因此，在凝汽器系統(tǒng)運行過程中，循環(huán)水的進水溫度沒有任何差別。

通過分析上述數(shù)據(jù)，在6～12時間段內(nèi)，凝汽器3號機組、4號機組的高背壓端差相比3號機組處于較低位置，4號機組高背壓凝汽器、低背壓凝汽器端差相比3號機組要高出一些。

2 凝汽器端位偏高原因

基于表1的數(shù)據(jù)能夠得知3號機組、4號機組循環(huán)水溫度基本相同，水質(zhì)參數(shù)也一致。清洗4號機組凝汽器，循環(huán)水室兩側(cè)大量冷卻水管被堵塞（總計1000根），清洗之后，再次進行檢測能夠得知，端差值下降了0.3℃，排汽溫度下降了0.53℃，真空下降了0.14kPa。通過分析數(shù)據(jù)能夠得知，雖說凝汽器出現(xiàn)堵塞，但是堵塞比例比較低（具體數(shù)據(jù)為0.25%），通過試驗，堵塞數(shù)據(jù)對凝汽器的面積和性能沒有多大的影響。

在正常運行下，通過增加冷卻水量，凝汽器的端差也會隨之增加。在增加冷卻水量的同時，冷卻水溫度、凝汽器熱系數(shù)也會隨之增加。降低兩者凝汽器熱端差，4號機組的水流量大于3號機組水流量的10%，凝汽器端差偏高主要是因為凝汽器的傳熱系數(shù)的影響。

4號機組低背壓凝汽器相比高背壓凝汽器差距為0.32kPa，使得凝汽器內(nèi)的空氣形成熱阻，直接降低了凝汽器的傳熱系數(shù)，使得凝汽器的端差增加。4號機組配備了3臺真空泵，設置高背壓凝汽器、低背壓凝汽器各1臺，留用1臺凝汽器作為備用。

通過實驗發(fā)現(xiàn)，將備用凝汽器代替高壓背進行運行。低背壓凝汽器內(nèi)的真空開始上升，上限數(shù)值為0.53kPa，端差降低了1.25℃。4號機組內(nèi)高背壓凝汽器、低背壓凝汽器平均端差降低了0.62℃。通過分析數(shù)據(jù)能夠得知，真空泵的吸收能力在逐漸下降，進行了深入的研究之后，同時運行真空泵，再次進行測量，發(fā)現(xiàn)低背壓真空泵相比高背壓真空泵高1.50℃，其中低背壓真空泵的電流為156A，高背壓真空泵的電流為171A。

因此，基于上述數(shù)據(jù)能夠得知，低背壓真空泵的出力逐漸下降。4號機組內(nèi)的冷卻水溫度相比3號機組高出3℃，導致溫度升高的原因是循環(huán)水設備的配置差異，使得循環(huán)水內(nèi)的壓力發(fā)生了變化。真空泵是依據(jù)閉冷水來實現(xiàn)冷卻效果，若是閉冷水的溫度增加，工作液的溫度也會逐漸增加，在短時間內(nèi)飽和溫度，將無法實現(xiàn)短時間內(nèi)的凝結(jié)蒸汽，直接降低了真空泵的抽吸效率。

通過試驗真空泵內(nèi)的工作液溫度，發(fā)現(xiàn)凝汽器的真空上升了0.25kPa，采取強制補水，能夠使得真空值恢復之前的水準。由此可見，在閉冷水溫度降低之后，能夠提升凝汽器的真空值、端差值。

3 凝汽器端位偏高解決措施

（1）由于真空泵內(nèi)的葉輪、轉(zhuǎn)子均屬于鐵材質(zhì)，凝汽器設備的抗汽蝕能力比較差，將葉輪、轉(zhuǎn)子抓變?yōu)椴讳P鋼材質(zhì)，經(jīng)過改造之后，低背壓真空泵的電流為193（A），設備的整體運行正常。

（2）在4號機組的冷回路中增加1臺冷泵，定期沖洗冷泵及相關(guān)設備，及時排除其中的雜物、微生物，有效提升了凝汽器系統(tǒng)的換熱效果。

采取上述處理措施之后，發(fā)現(xiàn)4號機組凝汽器的端差相比之前的施工情況下降了1.52℃。

4 結(jié)語

綜上所述，通過分析電廠內(nèi)凝汽器端差偏高原因能夠得知，影響真空泵性能的因素和泵本身性能關(guān)系密切，其使用性能要求和泵的設計結(jié)構(gòu)、運行故障、工作液溫度、流量等有著直接關(guān)系。工作人員需要及時檢查葉輪情況、葉片穿孔現(xiàn)狀、汽蝕現(xiàn)狀等，確保凝汽器設備的穩(wěn)定運行，以此提升電廠的經(jīng)濟效益。

參考文獻

[1] 李俊，龍梅.火電機組凝汽器端差偏高原因分析及對策[J].科技傳播，2011（9）：157，158.

[2] 單旭昇.神經(jīng)網(wǎng)絡專家系統(tǒng)在凝汽器故障診斷中的應用研究[D].華北電力大學（北京），2009.

[3] 殷喆.基于神經(jīng)網(wǎng)絡的凝汽器系統(tǒng)故障診斷研究[D].華北電力大學（河北），2007.

[4] 劉亞奇.600MW電站凝汽器狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷的研究[D].北京交通大學，2010.