關于12MW抽凝機組真空低的改造

史良

摘要：本文針對12MW抽凝機組真空偏低的現(xiàn)象，全面分析其凝汽設備系統(tǒng)，結合機組的實際運行經(jīng)驗，提出了機組運行時改善真空的有效維護措施及經(jīng)驗。

關鍵詞：真空分析 真空維護 改善措施

一、概述

提高熱力發(fā)電廠蒸汽動力循環(huán)熱效率的主要方法是：1.提高汽輪機的進汽壓力、進汽溫度；2.降低排汽壓力。

而提高機組進汽壓力和進汽溫度會使金屬材料強度降低，蠕變加大，使機組使用壽命縮短，從而造成企業(yè)的建設投資加大。降低終參數(shù)更容易實現(xiàn)，并且投資相對來說較低，使用的性價比較高。目前除了有特殊用途的背壓機組外，一般汽輪機都配有凝汽設備，利用凝汽設備將排汽冷卻凝結成水建立真空，降低終參數(shù)，提高做功效率，從而提高循環(huán)熱效率。

二、真空問題的實際運行分析

汽輪發(fā)電機組的真空系統(tǒng)非常龐大和復雜，一般是由凝汽器、循環(huán)水泵、抽汽器、排氣系統(tǒng)、汽封系統(tǒng)等主要部件以及這些部件之間的連接管道和附屬設備所組成的。下面對石家莊經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)東方熱電有限公司2#機組的真空情況進行分析，并就解決方案和未解決的問題提出建議。凝汽器是排汽凝結的主要換熱設備，機組真空的優(yōu)劣最主要的是凝汽器的工作狀況。汽輪機排汽在凝汽器中放出的熱量是被循環(huán)水所吸收的，因此，在凝汽器中排汽放出的熱量等于循環(huán)水所吸收的熱量，即有：

在汽輪機的負荷不變的情況下，即排汽量不變，若循環(huán)水進口溫度t₁不變，增加循環(huán)水量W，即增大冷卻倍率m，使得循環(huán)水在凝汽器中的單位吸熱量較少，循環(huán)水出口溫度t₂則降低，循環(huán)水進出口溫度t₂-t₁必然減少，排汽溫度t_n也要增加降低，凝汽器的真空度提高。由于循環(huán)倍率m的增加，銅管內(nèi)的流速增加，改善了蒸汽與水的傳熱條件，從而使終端溫度差δ_t減小，使得凝汽器的真空得到提高。

減少循環(huán)水單位吸熱量的方法：可以提高循環(huán)倍率、降低端差或管系熱交換時，排汽放熱降低等方法。其中最直接有效的方法是使排汽放熱后對循環(huán)水的換熱量減少。在機組負荷不變時，機組的排汽量D_n不變，放熱量不變。若想減少換熱量，就必須使排汽的放熱量在管系熱交換前進行換熱。根據(jù)我電廠的情況，對凝汽器補入低溫水，可以進行一次熱交換，使低溫除鹽水吸熱溫度升高，從而使得管系的放熱量降低，即：

在Q_o一定時，Q_bx越高，Q_h越小，單位循環(huán)水的吸熱量就越小，機組的真空就越好。根據(jù)該原則，該單位對凝汽器的補水進行改造，并取得了良好的經(jīng)濟安全效益。

三、改進方案

（一）設備工藝簡介

凝汽器為分列二道制表面回熱式（對分制雙流程表面回熱式）在冷凝器汽側，由于容積很大的蒸汽被凝結成體積很小的凝結水，從而形成真空，蒸汽中含有的不凝結氣體，和從冷凝器及其管道的不嚴密處漏入汽側的空氣由抽汽器不斷被抽出，使汽側保持高度的真空。

（二）補水方案

1.系統(tǒng)制定：根據(jù)2#機的設備參數(shù)及現(xiàn)場特點，該系統(tǒng)設置如下：從化學除鹽水補水母管上取水，引到凝汽器進汽口，在凝汽器喉部鋪設管道系統(tǒng)，通過噴頭霧化將除鹽水噴入凝汽器。

2.補水量的確定。根據(jù)前邊所述，凝汽器的補水量受凝泵、抽汽器、軸加、低加的流通能力所限，現(xiàn)就該情況進行分析

（1）結水泵。機組安裝凝結水泵2臺，其型號為4N6，流量為60m³/h，壓力為0.62-0.57MPa，2#機組在正常運行工況下，排汽量為34.62m³/h，為增加機組的安全運行，并取得良好的回熱效益，增設一臺4N6凝泵，這樣運行2臺，備用一臺，其補水量最大可補水：60x2-34.62=85.38噸，即可以最大補水80t/h（2）射水抽汽器。2#機射水抽汽器為TDA-M2型，正常運行時，可抽干空氣量為8.5kg/h，依該值計算，可以再補水60t/h（3）軸加、低加。軸加、低加的進出水管徑為DN125，依此可知，可以再補水80t/h，由于軸加和低加的回熱能力所限，可以再補水40t/h（4）凝汽器。根據(jù)凝汽器的運行工況及參數(shù)特點，為保證除氧可確定可以再補水40t/h。依上述情況，針對2#機組的特點，確定補水壓力0.5MPa時，最大補水量為40t/h。

3.系統(tǒng)的改進措施及布置方式。根據(jù)凝汽器的工作特點，為了達到在凝汽器內(nèi)能夠良好的吸收排汽熱量，以改善真空的目的，補充水進入凝汽器的方式與位置應滿足真空熱力除氧的要求，故將補水從凝汽器的喉部補入，在內(nèi)部敷設網(wǎng)格型管線，用特定的噴咀將水霧化噴入凝汽器，在凝汽器的喉部形成一個霧化帶，既加強補充水與排汽間的換熱，又易使氣體從水滴中溢出擴散，同時還防止補水在凝汽器內(nèi)沾內(nèi)壁流動，影響熱交換。

4.系統(tǒng)的設置。（1）在接入的系統(tǒng)用Φ76x4的管線，依據(jù)現(xiàn)場情況，近有列操作的原則布置管線。（2）在母管出來分支前，裝設水壓補水門，以便在事故中能及時切斷補水，造成事故的擴大。（3）在管線后采用雙線制來控制，便于調(diào)整補水量，以達到在低負荷時，確保噴咀的霧化效果。（4）水量控制使用電動遠控裝置。將流量表顯示直接接到二次盤表上，或上微機監(jiān)視系統(tǒng)，這樣更有助于對運行工況的調(diào)整。（5）為防止電動裝置故障，不影響系統(tǒng)運行，增設旁路手動門。

四、結束語

真空問題是一個非常普遍而難以解決的問題，本文細致分析造成真空的原因及因素，并針對性的提出了運行中可采取的有效措施和實際工作中有效的改造方案。

減少循環(huán)水的單位吸熱量可以提高機組的真空，減少循環(huán)水吸熱量的辦法由很多，提高循環(huán)倍率、減低端差、排汽放熱降低等，本文中介紹了我公司對凝汽器進行補低溫水，降低管系放熱量以提高真空的一例工程實例。