王閃閃+李波

摘 要：凝汽器真空對機組運行安全性和經(jīng)濟性有很大影響，在機組運行中，凝汽器工作狀態(tài)惡化將直接引起汽輪機熱耗、汽耗增大和出力降低；另外真空下降會引起汽輪機排汽缸溫度升高、汽輪機軸承中心偏移，嚴重時還會引起汽輪機組振動。而凝汽器真空受諸多因素制約，因此有必要分析凝汽器真空下降的原因，找出真空下降的措施，提高凝汽器性能。

關(guān)鍵詞：汽輪機；凝汽器；真空

中圖分類號：TM311 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）35-0053-02

引言

姚孟第二發(fā)電有限責任公司#4機組為300MW引進機組，于1986年12月投產(chǎn)發(fā)電，其汽輪機是法國阿爾斯通廠制造的沖動式汽輪機，采用亞臨界參數(shù)，一次中間再熱，具有七段回熱抽汽，其結(jié)構(gòu)形式為單軸、三缸、雙排汽口，排汽進入凝汽器。#4機組凝汽器型式為表面對分雙流程，傳熱面積為16000m2，主凝結(jié)區(qū)管數(shù)29120根，空冷區(qū)管數(shù)2008根，冷卻水量為33000m3/h。凝汽器是汽輪機組的主要輔助設(shè)備之一，它的作用主要是冷卻汽輪機的排汽，把凝結(jié)水重新送入鍋爐，在汽輪機的排汽口建立并維持高度的真空，使蒸汽所含的熱量盡可能多的轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能。作為主要輔助設(shè)備，凝汽器的正常運行對電廠的安全、經(jīng)濟運行起著很大的作用。

1 #4機組凝汽器真空降低的問題

隨著#3、4機組的運行，尤其是機組迎峰度夏期間進行兩臺機組對標時，通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計對比發(fā)現(xiàn)同等負荷下#4機組平均真空值較#3機組有明顯降低，表1是#3/#4機組真空隨負荷變化統(tǒng)計。

從表1可以看出，#3機組平均真空值為5.24kPa，#4機組平均真空值為5.71kPa，同負荷下比#4機組比#3機組凝汽器真空平均低0.47kPa，對機組的經(jīng)濟運行產(chǎn)生了很大的影響。

2 真空下降對#4機組的影響

2.1 真空下降對煤耗的影響

根據(jù)#4機組凝汽器真空特性曲線，真空度每變化1%，汽輪機的汽耗率平均變化1.5%～2.5%。按照汽耗率按1.5%計算，#4機組真空下降0.47%，則汽耗率將增加0.705%。

bdQdwηglηgd=dd （h0-hgs）=qd

從公式中可以看出汽耗率和發(fā)電標準煤耗的對應(yīng)關(guān)系。那么，增加0.705%的汽耗率也就是相同供電負荷下增加0.705%的標準煤。

取熱耗率為8000kJ/kWh，則：

bd=qd/（Qdwηglηgd）=8000/（29310*0.9*0.98）=0.309（kg/kWh）

按#4機組負荷率55%，則每天多消耗標準煤：

Bd=0.309*300000*0.55*24*0.00705=8.62t

通過上述計算可以看出，在主蒸汽流量不變的情況下，凝汽器真空每降低0.47kPa每天將增加標準煤耗8.62t。加之真空下降使機組汽耗率增加，其他輔機設(shè)備負載耗電量的增加，增大了運行投入成本，對機組的經(jīng)濟性極其不利。

2.2 真空下降對機組安全性的影響

汽輪機真空下降不僅降低機組經(jīng)濟性，而且由于真空的降低，同負荷下蒸汽流量增加，汽輪機軸系軸向推力增加，同時低缸排汽溫度升高，低缸膨脹量增加，嚴重時造成低壓缸末級葉片喘振、轉(zhuǎn)子振動等故障。

3 原因分析

3.1 凝汽器進、回水室、中間水室雜物堵塞

#4機組凝汽器型式為表面式，該凝汽器主要由殼體、管束、熱井、水室等部分組成。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(jié)水泵抽出。冷卻水（又稱循環(huán)水）從進口水室進入冷卻管束并從出口水室排出。凝汽器通過與冷卻水進行熱交換，使凝汽器保持較高的真空度。故冷卻水管的換熱性能對機組真空有較大影響。

利用機組停機的機會對#4機組凝汽器進、回室、中間水室進行了檢查，發(fā)現(xiàn)#4機組凝汽器的冷卻水管堵塞情況較嚴重，導致冷卻水量下降，#4機組的真空下降。

3.2 凝汽器循環(huán)水泵故障

凝汽器冷卻水管中循環(huán)水的穩(wěn)定是凝汽器真空維持的保證。#4機組多次出現(xiàn)循環(huán)水泵運行中出口門油泵在出口門全開信號消失后不自啟和油壓低現(xiàn)象，造成循環(huán)水泵出口門關(guān)閉，循環(huán)水泵跳閘，凝汽器循環(huán)水中斷。

經(jīng)過熱控檢修班組對#4機組循環(huán)水泵壓力表跟壓力開關(guān)校驗，該油站壓力表顯示值與壓力開關(guān)值偏差在允許范圍內(nèi)。為驗證循環(huán)水泵出口門油泵出力情況現(xiàn)場進行了多次試驗，發(fā)現(xiàn)油泵出力已無法滿足正常運行要求。

3.3 膠球清洗裝置收球率低

膠球清洗裝置是汽輪機組在運行中對凝汽器冷卻管進行有效清洗的最佳設(shè)備，直接影響到汽輪機凝汽器的清洗程度和傳熱效果。使用膠球清洗裝置可在機組不減負荷的情況下清洗凝汽器，提高凝汽器的傳熱效果，防止汽輪機熱效率因背壓升高而降低，同時可防止冷卻管因結(jié)垢而腐蝕，延長冷卻管的使用壽命。

凝汽器膠球清洗裝置中的海綿膠球?qū)δ骼鋮s管進行清洗后，通過收球網(wǎng)把分散在冷卻水中的膠球全部收集起來，以便重復(fù)使用實現(xiàn)連續(xù)循環(huán)清洗。收球網(wǎng)收球率大于85%為合格，大于95%為優(yōu)良。

#4機組凝汽器A、B側(cè)循環(huán)水回水管道各配備一套膠球清洗裝置，而經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)#4機7月份膠球清洗裝置收球率超過85%的次數(shù)僅有一次，且收球率0%的次數(shù)高達5次；而同期#3機組膠球裝置收球率超過85%的次數(shù)達7次，由此可以看出膠球裝置收球率低導致了#4機組的真空的降低。

4 對策實施和效果

4.1 對凝汽器水側(cè)進行清掃

2016年9月，#4機組檢修期間對#4機組凝汽器水側(cè)進行清掃。凝汽器水室內(nèi)清理出塑料袋、魚蝦等大量雜物，期間發(fā)現(xiàn)冷卻水管中堵塞有較多膠球，由此可以看出#4機組凝汽冷卻水管未能全部工作，冷卻能力下降。endprint

通過對凝汽器水側(cè)進行清掃，#4機組凝汽器冷卻能力得到明顯提高，在凝汽器清掃后通水試驗時，進行了循環(huán)水壓力統(tǒng)計。發(fā)現(xiàn)清掃后，保持循環(huán)水出口門開度不變前提下，循環(huán)水壓力由0.13MPa降低至0.10MPa，循環(huán)水通流量增加，凝汽器壓力由6.5kPa降低至5.5kPa，凝汽器端差由6℃降低至2℃，機組真空得到有效改善。

4.2 對凝汽器膠球清洗裝置收球網(wǎng)、集球室切換閥進行檢修

2016年09月，#4機組檢修期間聯(lián)系廠家人員對凝汽器A、B側(cè)膠球清洗裝置收球網(wǎng)檢查，發(fā)現(xiàn)收球網(wǎng)存在網(wǎng)眼堵塞膠球、收球網(wǎng)閉合不嚴的情況，導致#4機組膠球裝置收球率下降。在膠球清洗裝置集球室切換閥檢查過程中發(fā)現(xiàn)A、B側(cè)集球室切換閥均存在切換不到位的情況，利用此檢修機會將其重新定位。檢修完畢后重新進行膠球裝置收球率實驗。#4機組膠球清洗裝置檢修后收球率明顯提高，收球率最低97.5%，大于規(guī)程要求良好值95%。

4.3 更改循環(huán)水二次濾網(wǎng)控制回路

#4機組為防止循環(huán)水中雜物進入凝汽器配備二次濾網(wǎng)，按照規(guī)程要求二次濾網(wǎng)每天旋轉(zhuǎn)6次可以使循環(huán)水滿足正常運行的清潔度。但從凝汽器水室及冷卻水管管壁清理的雜物量來看，現(xiàn)階段二次濾網(wǎng)的旋轉(zhuǎn)次數(shù)已無法滿足機組正常運行的要求，故本次檢修中通過與生技部溝通后更改循環(huán)水二次濾網(wǎng)控制箱控制回路，使循環(huán)水二次濾網(wǎng)旋轉(zhuǎn)次數(shù)由之前的每天6次更改為24小時不停循環(huán)旋轉(zhuǎn)。

通過更改循環(huán)水二次濾網(wǎng)旋轉(zhuǎn)次數(shù)，進入凝汽器內(nèi)的雜物明顯減少，循環(huán)水清潔度得到改善，勢必有利于機組真空。

4.4 更換循環(huán)水出口門油泵油站

2016年10月，生技部將#4循環(huán)水泵出口門油站進行了更換并進行了參數(shù)設(shè)定，更換后的油站增加了儲能器，有利于系統(tǒng)油壓的穩(wěn)定，也提高了油站工作的可靠性。

5 結(jié)束語

通過以上的綜合分析不難看出，影響凝汽器真空的因素眾多復(fù)雜，所以只有對凝汽設(shè)備系統(tǒng)全面分析、深入研究、逐步排查，找出真空下降的關(guān)鍵因素，在確保安全的前提下爭取最大的經(jīng)濟效益，及時準確地對故障進行處理，確保機組安全經(jīng)濟運行。

參考文獻：

[1]平頂山姚孟發(fā)電有限責任公司#4機組集控運行規(guī)程[Z].

[2]楊義波，等.熱力發(fā)電廠[M].中國電力出版社，2010.

[3]孫為民，等.電廠汽輪機[M].中國電力出版社，2010.

[4]王玉龍.汽輪機凝汽器真空降低的原因及措施探析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014（32）：120.endprint