間接空冷機組同負荷下真空偏低的分析與處理

梁 鵬

（酒鋼集團能源中心，甘肅嘉峪關 735100）

引言

2016 年5 月份，隨著環(huán)境溫度上升，某電廠2×350 MW 機組間冷塔換熱效果降低，凝汽器真空下降。新#5機組與新#6機組負荷相同情況下，凝汽器真空偏低2 kPa 以上。新#5 機凝汽器真空異常偏低，嚴重影響機組高溫天氣帶負荷能力，同時使機組發(fā)電煤耗增加，機組經濟性下降。為此必須找到凝汽器真空偏低之原因，并結合機組檢修進行徹底處理。

1 間接空冷系統(tǒng)簡介

某電廠2×350 MW 機組配置2 座自然通風間冷塔，采用一機一塔形式配置，循環(huán)水系統(tǒng)按照單元制布置，每臺機組配3臺循環(huán)水泵。

間冷塔系統(tǒng)主要由充、排水系統(tǒng)（由地下水箱、充水泵、充/排水管道和閥門組成），穩(wěn)壓補水系統(tǒng)（由補水泵、高位膨脹水箱以及管道組成），空冷散熱器系統(tǒng)（由鋁管鋁翅片散熱器，百葉窗及百葉窗執(zhí)行器，密封圈組成），循環(huán)水系統(tǒng)（由循環(huán)水泵，扇區(qū)進、出水閥門，扇區(qū)泄水閥，扇區(qū)旁路閥，緊急泄水閥組成），排汽系統(tǒng)（由自動排空氣閥，排汽立管組成），清洗系統(tǒng)（由清洗泵，清洗噴頭、清洗架、導軌、連接件組成）。

汽輪機低壓缸排汽和給水泵汽輪機排汽一同進入不銹鋼管的表面式凝汽器，由循環(huán)水進行冷卻凝結，凝結水匯于凝汽器底部熱井，由凝結水泵送回汽輪機回熱系統(tǒng)中，形成凝汽器汽測系統(tǒng)閉式循環(huán)。

循環(huán)水在凝汽器換熱后經循環(huán)水泵升壓進入間冷塔散熱器，經空氣冷卻后的循環(huán)水再回到表面式凝汽器中冷卻汽輪機低壓缸排汽和給水泵汽輪機排汽，形成凝汽器水測系統(tǒng)閉式循環(huán)。其流程如圖1所示。

圖1 間接空冷機組原則性汽水系統(tǒng)

2 原因分析

2.1 真空泵運行參數(shù)分析

2016 年6 月12 日，經對新#5 機真空泵運行參數(shù)與新#6 機對比，真空泵泵體溫度與工作液冷卻前后溫度基本一致，判斷為真空泵工作狀態(tài)正常。數(shù)據(jù)分析見表1、表2。

表1 新#5機真空泵相關參數(shù)記錄

表2 新#6機真空泵相關參數(shù)記錄

2.2 真空嚴密性試驗

2016 年6 月19 日新#5 機停機臨檢前做真空嚴密性試驗，試驗結果：124 Pa/min。第二臺真空泵啟動前后機組的背壓基本沒有變化，說明新#5 機相同負荷下真空偏低，并不是由于真空系統(tǒng)泄漏造成的。

2.3 排查機組內漏閥門

抽汽或本體疏水系統(tǒng)的閥門內漏，將會造成大量蒸汽不做功直接排至凝汽器，增加了凝汽器的熱負荷和冷源損失，使凝汽器真空下降，機組發(fā)電熱耗率增加，對機組經濟性影響很大。使用熱成像儀對內漏閥門進行排查，如圖2所示。

圖2 使用熱成像儀排查內漏閥門

以表3為依據(jù)，對新#5機內漏閥門進行排查，結果如表4所示，共有10臺閥門內漏，其中有8臺屬于嚴重內漏，2臺屬于一般內漏。

表3 根據(jù)管壁溫度判斷閥門內漏的依據(jù) ℃

表4 新#5機內漏閥門統(tǒng)計

2.4 間冷扇區(qū)清潔度分析

通過整理新#5、#6 機組運行數(shù)據(jù)，選取當天晝夜負荷相同的工況進行數(shù)據(jù)對比發(fā)現(xiàn)，新#5、#6 機背壓差值均是白天大于夜間，說明新#5 機背壓偏高和環(huán)境溫度有著直接關系，環(huán)境溫度越高，新#5、#6機背壓偏差值越大。可見新#5 機間冷塔扇區(qū)清潔度降低是新#5 機背壓偏高的主要原因。數(shù)據(jù)分析見表5。

表5 新#5、#6機同工況下晝夜背壓對比表

3 解決對策

3.1 內漏閥門治理

3.1.1 對于一般內漏閥門，結合機組檢修解體研磨處理，并通過吃線驗收確保閥門的嚴密性良好，如圖3所示。

3.1.2 對于嚴重內漏閥門，結合機組檢修選擇高質量的閥門進行更換處理，接有效的減少閥門的內漏現(xiàn)象，如圖4所示。

圖3 研磨內漏閥門后吃線驗收

圖4 更換嚴重內漏閥門

3.1.3 機組啟動后對高壓閥門進行熱緊，防止閥門存在滲漏長期運行后造成沖刷泄漏。

3.2 對間冷塔扇區(qū)徹底清洗兩遍

間冷塔散熱器的清潔度對凝汽器真空，特別是夏季工況下的凝汽器真空有著非常大的影響。某電廠2×350 MW 機組地處西北，常年有風沙天氣，空氣中的灰塵、飄塵、懸浮顆粒都逐漸地吸附在間冷塔散熱器上，散熱器的空氣間隙被灰垢堵塞。在增加換熱熱阻的同時也減小了散熱器翅片間的空氣流通面積，從而使循環(huán)冷卻水與空氣的換熱效果下降，間冷塔扇區(qū)回水溫度升高，進而影響凝汽器真空下降，汽輪機冷源損失增加，機組的帶負荷能力受限。間冷塔散熱器的清潔度對凝汽器真空的影響程度隨著機組負荷的增加和環(huán)境溫度的升高而顯著增大。

因夏季工況下，間冷塔內溫度較高（超過50 ℃），扇區(qū)清洗時，上部水未流下便在高溫散熱器上蒸發(fā)，高壓低流量的清洗水無法將扇區(qū)清洗干凈。所以結合機組檢修，24 h 不間斷清洗耗時16天，對間冷塔扇區(qū)徹底清洗兩遍。見圖5。

圖5 使用清洗裝置清洗扇區(qū)

4 實施效果

結合機組檢修研磨、更換內漏閥門。新#5 機啟動后各疏水集箱溫度均低于60 ℃，內漏閥門嚴密性良好，如表6所示。

表6 新#5機檢修前后凝汽器疏水集箱溫度對比

結合機組檢修，對新#5 機間冷塔扇區(qū)徹底清洗兩遍。為了能更明顯地說明清洗效果，特從7 天運行數(shù)據(jù)中篩選兩臺機組負荷基本相同工況進行對比分析，新#5機真空提高2 kPa。見表7。

表7 新#5、#6機同工況下晝夜背壓對比表

由此可見，新#5 機在相同運行工況下真空值與新#6機基本一致，新#5機凝汽器真空偏低的難題得以解決。

5 結束語

根據(jù)該廠新#5 機組同負荷下真空偏低的分析與處理，解決了新#5 機凝汽器真空偏低的問題，保證了機組經濟性和安全性，也解決了夏季工況新#5機帶負荷能力受真空限制的問題。