汽輪機低真空運行及改進

趙小恰

1.汽輪機低真空運行

河北新晶焦化有限責任公司熱電車間的汽輪機為C3-3.43/0.49型抽凝機組，為了提高機組的循環(huán)熱效率，將機組運行方式由抽凝運行改為低真空運行。低真空運行時冷凝器真空為-0.08～-0.07MPa，此時的循環(huán)水溫度為 50～60℃，可滿足低溫熱水的參數(shù)要求。在冬季采暖期采用降低汽輪機真空運行，提高排氣溫度，利用循環(huán)水進行供熱，將住戶采用的低溫地板輻射采暖代替冷卻塔，回收循環(huán)水的冷源損失，從而提高機組的熱效率和經(jīng)濟性。

由抽凝運行改為低真空運行的方法是將循環(huán)水系統(tǒng)接入熱網(wǎng)水系統(tǒng)（圖1）。即將冷凝器出口接入熱網(wǎng)循環(huán)水泵入口母管，將熱網(wǎng)回水接入冷凝器入口。在熱網(wǎng)回水至冷凝器進口閥門4前加一個閥門2接入系統(tǒng)，冷凝器出口與閥門3之間加閥門1，進入熱網(wǎng)循環(huán)泵入口，1、2兩個閥門用于停止供暖后與原來的系統(tǒng)切斷，以及供暖狀態(tài)開啟這兩個閥門后投入低真空供暖。同時在這兩個閥門之間增加一個再循環(huán)閥門5，用于短路供熱泵與熱用戶，在供熱管網(wǎng)并入系統(tǒng)前，打開閥門5用于熱網(wǎng)單獨循環(huán)，不影響原來的運行系統(tǒng)，正常供暖后閥門5關閉。將原來系統(tǒng)中的冷凝器出口閥門3關閉后，在汽輪機內(nèi)作過功的蒸汽通過冷凝器換熱后直接進入熱網(wǎng)，經(jīng)過熱網(wǎng)循環(huán)水泵加壓后，進入熱網(wǎng)送到千家萬戶，用于冬季取暖。

2.運行中存在的問題及改進

汽輪機低真空運行后，排汽壓力和排汽溫度均升高，對汽輪機設備的可靠性有所影響，針對以下問題進行了改進。

（1）為了保障冷凝器正常運行參數(shù)，在熱網(wǎng)回水管路進入冷凝器以前裝設減壓閥和持壓卸壓閥以及除污器，保證系統(tǒng)運行過程中冷凝器壓力保持在0.18～0.22MPa,在事故狀態(tài)下卸壓并保壓，保證進入冷凝器回水壓力不超壓和進入冷凝器的循環(huán)水無雜物無異物，防止冷凝器銅管破裂和管板變形。同時還對冷凝器端蓋及管板進行了加固,使它們的承壓從0.2MPa提高到0.6MPa，極限承壓0.9MPa，大大提高了冷凝器的安全運行系數(shù)。

（2）汽輪機低真空運行后，冷凝器內(nèi)循環(huán)水溫度提高了25℃左右，銅管容易結垢，傳熱系數(shù)將大幅度地減少，在冷凝器上安裝在線自清洗裝置，可大大提高冷凝器的換熱效率。在冷凝器的每根銅管內(nèi)安裝該裝置后，當汽輪機組運行時，無需外加動力，利用水的流速驅(qū)動本裝置的旋轉部件長期在銅管內(nèi)不停地快速旋轉，改變管內(nèi)水的流動狀態(tài)。同時，破壞水垢和粘泥的形成機理，使水垢和粘泥不能在管壁上滯留，排除了結垢的可能。該裝置采用高分子聚合材料制成，其密度與水的密度相仿，能較好地浮動在管的中心部位，在運行時可避免與金屬的硬摩擦，使管內(nèi)除垢均勻化，同時還保護了金屬表面的氧化膜，較好地解決了銅管的使用壽命。該裝置結構及安裝見圖2。

（3）汽機低真空運行后，凝結水溫度可能達到70℃，凝結水泵會發(fā)生汽化，凝結水抽不出去。為了提高水泵的抗汽蝕能力，將水泵向下布置，使熱水井出水口與水泵入水口距離大于1300mm，在水泵進口處形成一個由水柱形成的靜壓力，防止了凝結水在水泵進口處的汽化，使水泵能正常吸水。

3.效果

抽凝式汽輪機組低真空運行后,大大減少了汽輪機冷源損失,提高了熱電車間的經(jīng)濟效益,節(jié)能效果十分顯著。引入自清洗裝置后大幅度提高傳熱系數(shù)，提高并保持冷凝器真空度，降低冷凝器端溫度差并保持在7～10℃以下，補充水量可減少約1/4～1/5。經(jīng)計算一個采暖期可以回收熱量15萬m2，可節(jié)約標準煤3986t，相當于12萬GJ，經(jīng)濟效益十分可觀。

W10.02-30