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摘要:汽轮机凝汽器真空度与装置的安全稳定运行密切相关,在实际运行中,有多种原因会导致汽轮机凝汽器真空下降。需要相关人员熟悉设备和系统的特性,加强监视及管理,及时发现问题,并进行全面分析,查找原因并处理,使凝汽器在最佳真空状态,保证真空系统的稳定运行。
关键词:凝汽器;真空下降原因;对策
1汽轮机凝汽器真空形成原理
在恒压下,汽轮机排汽通过换热冷凝成水,蒸汽经过凝结,体积变小,进而在凝汽器中形成真空。其危害主要体现在以下几点:一是机组效率降低,供电气耗增加,凝汽器端差变大;二是真空泵出力增加,使其能耗增加;三是凝结水中的含氧量不断增加,这就有可能造成系统产生管束腐蚀。产生真空度低的原因主要有凝汽器换热效果差(换热管结垢、端差大) ;真空泵出力不足或故障;真空严密性差(泄漏点多);凝汽器水位不正常或热负荷过高。
2汽轮机凝汽器真空急剧下降的原因及处理
2.1循环水中断
循环水是汽轮机低压缸排汽的冷却介质,循环水的流量、温度影响低压缸排汽温度以及凝汽器真空。风力越小、环境温度越高,冷水塔淋水盘下落时,循环水换热效果越差,被风带走的热量越少,循环水温降越小,循环水温度越高。相同的凝汽器冷却效果下,增加循环水出水温度,也会增加对应的低压缸排汽温度,导致凝汽器真空下降。
冷水塔的配水方式影响循环水温度。为维持凝汽器较高的真空,通常在全塔配水的方式下运行。如果循环水泵跳闸,循环水通过直接回到凉水塔,凝汽器失去冷却水,凝汽器真空下降。必须开启备用循环水泵,降低机组负荷。循环水泵电机跳闸、用电中断等,都会出现循环水中断,导致凝汽器真空迅速下降。如果运行泵发生故障,就需要确保可以随时启动备用泵,进而防止断水事故。
2.2抽气器工作失灵
抽气器效率降低或者工作不正常,与凝汽器端差增大有关,可以检查射水池水温是否过高,射水泵出口压力是否正常,电流是否正常,抽气器真空系统的严密性是否正常,有条件的可以对抽气器的工作能力进行试验。如果抽气器工作失灵,需要根据真空情况,及时降低负荷,迅速启动备用射水泵。如果无法维持,要注意紧急停机。
3凝汽器真空低的诊断方法
3.1凝汽器压力测量值准确性
首先对凝汽器压力和低压缸排汽温度的一致性进行检查,如果一致性较好,可以判断凝汽器压力测量值准确;如果一致性不好,一方面,可以从凝汽器压力测点引出位置以及传压管的布置方式进行检查,凝汽器压力测点要求布置在凝汽器喉部,最好加装网笼探头来测量,传压管要求从引出点斜向上引出;另一方面,采用经校验的压力变送器对现场凝汽器真空表进行校核。
3.2真空系统严密性
凝汽器的真空度和机组真空系统严密性息息相关,真空严密性差表示漏入真空系统的空气量大,会降低凝汽器的换热效率,导致真空下降,抽气设备过载,凝结水过冷度和含氧量增加。可通过真空严密性试验来掌握机组的真空严密性水平。
机组真空系统的主要泄漏部位有:低压汽缸轴封及低压汽缸水平中分面,中、低压缸之间连通管的法兰,低压汽缸排汽管与凝汽器喉部的联接焊缝,低压缸防爆门,汽动给水泵小汽机轴封,汽动给水泵小汽机排汽蝶阀前后法兰,真空段回热抽汽管连接法兰,凝结水泵盘根,低加疏水泵盘根。可通过氦质谱检漏仪或者凝汽器高位灌水查找漏点并及时处理。
4汽轮机凝汽器真空缓慢下降的原因及处理
4.1轴封加热器排汽管积水严重
轴封加热器排汽管积水时,会减少排汽的通流面积,影响轴封供汽系统的正常工作,导致凝汽器真空下降。主要表现为:轴封加热器排汽管在排汽管积水时,外壁温度会偏低。如果严重积水,大量白汽出现在高、低压缸前后轴封位置,汽轮机机组凝汽器真空出现缓慢下降。针对这一问題,确认为轴封加热器排汽管积水的原因,需要迅速全开轴封排汽母管上的放水门。及时开始排水工作,直到将水排完。如有必要,将轴封母管端头疏水门开启辅助排水。
4.2凝结水位升高
机组正常运行时,凝汽器水位升高的原因有多种,包括除氧器压力过高,低压加热器疏水泵出口压力过高,凝结水再循环电动门关不到位或者误开,凝汽器铜管泄漏,除盐水补水量过大等等。主要表现为:凝结水过冷度增大,凝结水泵出口压力上升,就地玻管水位计指示上升,凝汽器电极点指示上升,凝结水泵电流上升到极限值。确证为凝结水位升高导致的问题,需要迅速查明原因,及时降低汽器水位。
4.3凝汽器汽侧抽气管积水
抽气器空气管的通流面积,由于凝汽器汽侧空气管积水,明显减少,会出现汽轮机凝汽器真空缓慢下降的问题。主要原因可能是,在启动机组时,没有及时进行抽气器空气管疏水,或者抽气器倒拉水进入空气管,或者受季节变化的影响。主要表现为,相比正常运行的情况,腔室疏水管的管壁温度以及凝汽器甲、乙汽侧空气管的管壁温度更低。抽气器的外壁温度相对上升。针对这一问题,需要立刻向班、值长汇报。开始凝汽器空气管拉水工作。操作前注意做好相应的安全措施。
4.4运行中机组低压加热器汽侧无水
在机组正常运行中,可能由于工况发生变化,或者工作人员出现疏忽,没有将低压加热器的水位及时合理调整。因此出现低压加热器无水位运行。导致没有进行抽汽热交换,向凝汽器热水井直接排放,增加凝汽器的热负荷,从而出现凝汽器真空急剧下降的问题。主要表现为,凝汽器电极点水位计指示值升高,汽轮机排汽缸温度升高,凝汽器真空缓慢下降。如果就地检查,显示低压加热器玻管水位计无指示。针对这一问题,确认后,只需要值班员调整低压加热器即可,到有水位显示的位置。
4.5运行人员或检修人员工作失误
凝汽器真空缓慢下降的原因之一,也包括检修人员、运行人员的人为工作失误。在工作过程中,由于操作问题不当,导致凝汽器真空缓慢下降,也可能出现急剧下降。比如检修人员在检修与真空系统有关的工作时,误开、关阀门。运行人员对与真空系统有关的阀门,出现错误的操作。当出现这一情况,凝汽器真空机械真空下降速度有两种象征,第一种是汽轮机的排汽缸温度出现较快地上升,真空急剧下降。机组运转声突变,同样较快出现电极点水位计的指示值升高。改变机组的凝汽器循环水压力。第二种是汽轮机的排汽缸温度升高。真空缓慢下降。同时凝结水母管压力升高,电极点水位计指示值升高。当出现这种情况,主要处理方法是,恢复事发前所进行的操作。值班人员要沉着冷静应对,及时进行处理。如果是在检修工作中造成,要就地处理,关闭误开、关的阀门。
4.6安全措施
如果存在阀门关不严密的因素,会出现凝汽器真空缓慢下降。实行与真空系统有关的安全措施,也是真空缓慢下降的原因之一。可能是由于凝汽器内拉入处于负压区的阀门、设备等导致。主要表现为,凝汽器电极点水位计指示值升高。汽轮机排汽缸温度升高。针对这一问题,需要值班员迅速恢复安全措施。
结束语
汽轮机运行的重要指标之一是凝汽器真空度。凝汽器真空度反映了凝汽器的综合性能。凝汽器真空下降,会增加机组汽耗,保持凝汽器最有利真空,以及良好运行,对企业节能有重要的意义。
参考文献
[1]郭海波.汽轮机真空度下降故障及防范措施研究[J].设备管理与维修,2019(20):66-67.
[2]权亮杰,向娟,姚润贤.电站汽轮机用凝汽器管型技术发展研究[J].机电信息,2019(29):24-28.
[3]宫传瑶,杨佐卫,何瑞.轴向排汽凝汽器设计与研发简介[J].电站辅机,2019,40(03):27-29.
[4]周鹏.汽轮机真空严密性不合格原因分析与解决措施[J].机电信息,2019(26):53-54.
关键词:凝汽器;真空下降原因;对策
1汽轮机凝汽器真空形成原理
在恒压下,汽轮机排汽通过换热冷凝成水,蒸汽经过凝结,体积变小,进而在凝汽器中形成真空。其危害主要体现在以下几点:一是机组效率降低,供电气耗增加,凝汽器端差变大;二是真空泵出力增加,使其能耗增加;三是凝结水中的含氧量不断增加,这就有可能造成系统产生管束腐蚀。产生真空度低的原因主要有凝汽器换热效果差(换热管结垢、端差大) ;真空泵出力不足或故障;真空严密性差(泄漏点多);凝汽器水位不正常或热负荷过高。
2汽轮机凝汽器真空急剧下降的原因及处理
2.1循环水中断
循环水是汽轮机低压缸排汽的冷却介质,循环水的流量、温度影响低压缸排汽温度以及凝汽器真空。风力越小、环境温度越高,冷水塔淋水盘下落时,循环水换热效果越差,被风带走的热量越少,循环水温降越小,循环水温度越高。相同的凝汽器冷却效果下,增加循环水出水温度,也会增加对应的低压缸排汽温度,导致凝汽器真空下降。
冷水塔的配水方式影响循环水温度。为维持凝汽器较高的真空,通常在全塔配水的方式下运行。如果循环水泵跳闸,循环水通过直接回到凉水塔,凝汽器失去冷却水,凝汽器真空下降。必须开启备用循环水泵,降低机组负荷。循环水泵电机跳闸、用电中断等,都会出现循环水中断,导致凝汽器真空迅速下降。如果运行泵发生故障,就需要确保可以随时启动备用泵,进而防止断水事故。
2.2抽气器工作失灵
抽气器效率降低或者工作不正常,与凝汽器端差增大有关,可以检查射水池水温是否过高,射水泵出口压力是否正常,电流是否正常,抽气器真空系统的严密性是否正常,有条件的可以对抽气器的工作能力进行试验。如果抽气器工作失灵,需要根据真空情况,及时降低负荷,迅速启动备用射水泵。如果无法维持,要注意紧急停机。
3凝汽器真空低的诊断方法
3.1凝汽器压力测量值准确性
首先对凝汽器压力和低压缸排汽温度的一致性进行检查,如果一致性较好,可以判断凝汽器压力测量值准确;如果一致性不好,一方面,可以从凝汽器压力测点引出位置以及传压管的布置方式进行检查,凝汽器压力测点要求布置在凝汽器喉部,最好加装网笼探头来测量,传压管要求从引出点斜向上引出;另一方面,采用经校验的压力变送器对现场凝汽器真空表进行校核。
3.2真空系统严密性
凝汽器的真空度和机组真空系统严密性息息相关,真空严密性差表示漏入真空系统的空气量大,会降低凝汽器的换热效率,导致真空下降,抽气设备过载,凝结水过冷度和含氧量增加。可通过真空严密性试验来掌握机组的真空严密性水平。
机组真空系统的主要泄漏部位有:低压汽缸轴封及低压汽缸水平中分面,中、低压缸之间连通管的法兰,低压汽缸排汽管与凝汽器喉部的联接焊缝,低压缸防爆门,汽动给水泵小汽机轴封,汽动给水泵小汽机排汽蝶阀前后法兰,真空段回热抽汽管连接法兰,凝结水泵盘根,低加疏水泵盘根。可通过氦质谱检漏仪或者凝汽器高位灌水查找漏点并及时处理。
4汽轮机凝汽器真空缓慢下降的原因及处理
4.1轴封加热器排汽管积水严重
轴封加热器排汽管积水时,会减少排汽的通流面积,影响轴封供汽系统的正常工作,导致凝汽器真空下降。主要表现为:轴封加热器排汽管在排汽管积水时,外壁温度会偏低。如果严重积水,大量白汽出现在高、低压缸前后轴封位置,汽轮机机组凝汽器真空出现缓慢下降。针对这一问題,确认为轴封加热器排汽管积水的原因,需要迅速全开轴封排汽母管上的放水门。及时开始排水工作,直到将水排完。如有必要,将轴封母管端头疏水门开启辅助排水。
4.2凝结水位升高
机组正常运行时,凝汽器水位升高的原因有多种,包括除氧器压力过高,低压加热器疏水泵出口压力过高,凝结水再循环电动门关不到位或者误开,凝汽器铜管泄漏,除盐水补水量过大等等。主要表现为:凝结水过冷度增大,凝结水泵出口压力上升,就地玻管水位计指示上升,凝汽器电极点指示上升,凝结水泵电流上升到极限值。确证为凝结水位升高导致的问题,需要迅速查明原因,及时降低汽器水位。
4.3凝汽器汽侧抽气管积水
抽气器空气管的通流面积,由于凝汽器汽侧空气管积水,明显减少,会出现汽轮机凝汽器真空缓慢下降的问题。主要原因可能是,在启动机组时,没有及时进行抽气器空气管疏水,或者抽气器倒拉水进入空气管,或者受季节变化的影响。主要表现为,相比正常运行的情况,腔室疏水管的管壁温度以及凝汽器甲、乙汽侧空气管的管壁温度更低。抽气器的外壁温度相对上升。针对这一问题,需要立刻向班、值长汇报。开始凝汽器空气管拉水工作。操作前注意做好相应的安全措施。
4.4运行中机组低压加热器汽侧无水
在机组正常运行中,可能由于工况发生变化,或者工作人员出现疏忽,没有将低压加热器的水位及时合理调整。因此出现低压加热器无水位运行。导致没有进行抽汽热交换,向凝汽器热水井直接排放,增加凝汽器的热负荷,从而出现凝汽器真空急剧下降的问题。主要表现为,凝汽器电极点水位计指示值升高,汽轮机排汽缸温度升高,凝汽器真空缓慢下降。如果就地检查,显示低压加热器玻管水位计无指示。针对这一问题,确认后,只需要值班员调整低压加热器即可,到有水位显示的位置。
4.5运行人员或检修人员工作失误
凝汽器真空缓慢下降的原因之一,也包括检修人员、运行人员的人为工作失误。在工作过程中,由于操作问题不当,导致凝汽器真空缓慢下降,也可能出现急剧下降。比如检修人员在检修与真空系统有关的工作时,误开、关阀门。运行人员对与真空系统有关的阀门,出现错误的操作。当出现这一情况,凝汽器真空机械真空下降速度有两种象征,第一种是汽轮机的排汽缸温度出现较快地上升,真空急剧下降。机组运转声突变,同样较快出现电极点水位计的指示值升高。改变机组的凝汽器循环水压力。第二种是汽轮机的排汽缸温度升高。真空缓慢下降。同时凝结水母管压力升高,电极点水位计指示值升高。当出现这种情况,主要处理方法是,恢复事发前所进行的操作。值班人员要沉着冷静应对,及时进行处理。如果是在检修工作中造成,要就地处理,关闭误开、关的阀门。
4.6安全措施
如果存在阀门关不严密的因素,会出现凝汽器真空缓慢下降。实行与真空系统有关的安全措施,也是真空缓慢下降的原因之一。可能是由于凝汽器内拉入处于负压区的阀门、设备等导致。主要表现为,凝汽器电极点水位计指示值升高。汽轮机排汽缸温度升高。针对这一问题,需要值班员迅速恢复安全措施。
结束语
汽轮机运行的重要指标之一是凝汽器真空度。凝汽器真空度反映了凝汽器的综合性能。凝汽器真空下降,会增加机组汽耗,保持凝汽器最有利真空,以及良好运行,对企业节能有重要的意义。
参考文献
[1]郭海波.汽轮机真空度下降故障及防范措施研究[J].设备管理与维修,2019(20):66-67.
[2]权亮杰,向娟,姚润贤.电站汽轮机用凝汽器管型技术发展研究[J].机电信息,2019(29):24-28.
[3]宫传瑶,杨佐卫,何瑞.轴向排汽凝汽器设计与研发简介[J].电站辅机,2019,40(03):27-29.
[4]周鹏.汽轮机真空严密性不合格原因分析与解决措施[J].机电信息,2019(26):53-54.