關(guān)于汽輪機凝汽器運行過程中單側(cè)清洗的可行性分析

李孟想 曾林歡

摘 要：鋼鐵企業(yè)為了響應(yīng)國家節(jié)能減排的號召，充分利用富余煤氣，企業(yè)都會配備燃氣鍋爐和汽輪機發(fā)電系統(tǒng)，達到節(jié)能減排的同時又能為企業(yè)創(chuàng)造效益。但長周期運行，汽輪機凝汽器必定會結(jié)垢，影響汽輪機效率，若停機清洗汽輪機凝汽器，必定會造成大量煤氣放散，本文針對鋼鐵企業(yè)在不停汽輪機進行在線單側(cè)清洗凝汽器進行可行性分析。

關(guān)鍵詞：鋼鐵企業(yè)；凝汽器；在線清洗

陽春新鋼鐵有限責任公司3x30MW N25-3.43/435型汽輪機是單缸、中溫中壓、沖動凝汽式汽輪機，額定功率25MW，最大功率30MW，其凝結(jié)器雙流程的結(jié)構(gòu)采用開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。雖然設(shè)備型號、廠家都是一樣的，但是三臺汽輪機的汽耗比確相差很大，尤其是1#汽輪機，1#汽輪機汽耗比比2#汽輪機汽耗比高出4 t/萬kw.h，比3#汽輪機汽耗比高出7 t/萬kw.h。

1存在的問題及原因分析

1.1 1#汽輪機汽耗比遠比2#和3#汽輪機汽耗比高：由于汽輪機凝汽器采用開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，該系統(tǒng)中、冷卻水經(jīng)循環(huán)水泵送入凝汽器，進行熱交換，被加熱的冷卻水經(jīng)冷卻塔冷卻后，流入冷卻塔底部水池，再由循環(huán)水泵送入凝汽器循環(huán)使用。此系統(tǒng)的特點是：有 CO2 散失和鹽類濃縮，易產(chǎn)生結(jié)垢和腐蝕問題；水中有充足的溶解氧，有光照，再加上溫度適宜，有利于微生物的孽生；由于冷卻水在冷卻塔內(nèi)洗滌 空氣，會增加粘泥的生成，結(jié)垢嚴重。尤其是在炎熱的夏季，大量的結(jié)垢導致凝結(jié)器換熱效率低下，影響機組的真空、凝汽器端 差等一系列參數(shù)，進而影響機組經(jīng)濟性能，使公司的盈利能力大打 折扣。2009年投產(chǎn)到現(xiàn)在，未經(jīng)過系統(tǒng)的清洗，其凝汽器換熱管內(nèi)結(jié)垢嚴重，增多次申請停機化學清洗，由于清洗時間過長，生產(chǎn)緊張，只能通過每次短時間的停機對凝汽器內(nèi)較大的雜質(zhì)進行清除，未能做到清洗的目的。

1.2 沒有在線單側(cè)清洗的經(jīng)驗，汽輪機負荷該如何控制：在不影響機組的安全運行的條件下，要實現(xiàn)汽輪機運行過程中對單側(cè)凝汽器進行清洗，汽輪發(fā)電機負荷控制在多少，沒有先例可以借鑒，可能會引發(fā)生產(chǎn)設(shè)備事故。

1.3大氣溫度對在線單側(cè)清洗影響較大：夏季汽輪機凝汽器冷卻水進水溫度最高達到35℃，凝汽器真空影響較大，若在夏季對凝汽器進行單側(cè)在線清洗，很難維持汽輪機凝汽器真空，亦或汽輪機負荷非常低，這主要跟陽春地區(qū)氣候有關(guān)。

2實現(xiàn)汽輪機凝汽器運行過程中單側(cè)清洗的對策

2.1加強對1#汽輪機運行參數(shù)的調(diào)整，穩(wěn)定1#汽輪機汽耗比：今年三月份，車間制定了三臺發(fā)電機的負荷分配方案，就是針對1#汽輪機汽耗比高指定的：先帶滿3#汽輪機的負荷到25MW，然后到2#汽輪機的負荷帶到25MW，其次再加1#汽輪機的負荷，目的是為了穩(wěn)定1#汽輪機的負荷在15MW-20MW，使其汽耗率維持在穩(wěn)定的狀態(tài)，在圖1就能明顯看到，三月份過后1#汽輪機汽耗比維持在相對穩(wěn)定的狀態(tài)。

2.2利用發(fā)電低谷時間段做凝汽器單側(cè)停水和負荷控制試驗：2018年8月1日凌晨，利用發(fā)電負荷低谷時，對更換的冷凝器進出口DN800蝶閥單側(cè)做停水嚴密性試驗，以及通過對1#汽輪發(fā)電機主控室密切聯(lián)系，來探索單側(cè)停凝汽器冷卻水時的負荷控制。通過單側(cè)停水試驗驗證了更換的冷凝器進出口DN800蝶閥符合在線清洗的條件，同時，單側(cè)停水時1#汽輪發(fā)電機負荷可以維持在8MW，真空能達到-90kpa，使汽輪機凝汽器運行過程中單側(cè)清洗成為可能。

2.3在線單側(cè)清洗適宜在春季和冬季進行：為了解決大氣溫度對汽輪機凝汽器在線單側(cè)清洗項目過程中對凝汽器真空的影響，經(jīng)查陽春市位于廣東省西南部，地理坐標為北緯21°50′36″～22°41′01″，東經(jīng)111°16′27″～112°09′22″。春季平均氣溫22℃，夏季平均氣溫30℃，秋季平均氣溫28℃，冬季平均氣溫20℃。汽輪機凝汽器在線單側(cè)清洗項目不適應(yīng)在夏季和秋季實施，最好是在春季和冬季。盡管現(xiàn)在大氣氣候也會出現(xiàn)反常季節(jié)，但我們在2018年夏季做的凝汽器單側(cè)停水和負荷控制試驗，試驗得出：在夏季，汽輪機凝汽器運行過程中單側(cè)停冷卻水，發(fā)電機負荷維持在8MW，真空能達到-90kpa，仍可滿足汽輪機凝汽器在線單側(cè)清洗。

3經(jīng)濟性分析

3.1物理清洗的經(jīng)濟性：由于1#汽輪機凝汽器從投產(chǎn)到現(xiàn)在未經(jīng)過系統(tǒng)的清洗，其凝汽器換熱管內(nèi)結(jié)垢嚴重，增多次申請停機化學清洗，由于清洗時間過長，生產(chǎn)緊張，只能通過每次短時間的停機對凝汽器內(nèi)較大的雜質(zhì)進行清除，未能做到根本清洗結(jié)垢的目的。在2017年7月利用同步檢修時間對1#汽輪機凝汽器進行了物理清洗，目的是清洗冷卻塔填料層碎料，增大冷卻水流量，改善換熱效果，使得凝汽器真空升高 1kpa，清洗前后的汽耗比降低了0.78 t/萬kw.h，1#汽輪發(fā)電機每天按照48萬kw.h，汽耗比按照50.10 t/萬kw.h，電費按照0.50元/kw.h來計算，那么一天可創(chuàng)效=0.78 t/萬kw.h*48萬kw.h/50.10 t/萬kw.h*0.50元/kw.h=3736（元）。雖然物理清洗有一定的效果，但是凝汽器熱管內(nèi)結(jié)垢未能徹底清洗，效果時效短且不明顯。從下圖1可以看出，除開11月份大氣降溫對1#汽輪發(fā)電機汽耗比的影響外，物理清洗的效果只能維持三個月左右的時間，隨后恢復到原先狀態(tài)。

3.2汽輪機凝汽器運行過程中單側(cè)清洗的經(jīng)濟性：上面已經(jīng)分析過物理性清洗的經(jīng)濟性，若是實施汽輪機凝汽器運行過程中進行單側(cè)清洗，那么將增加比停機清洗所產(chǎn)生的發(fā)電量的經(jīng)濟效益。汽輪機凝汽器共4900根換熱管，計劃單側(cè)清洗的時間為24小時，雙側(cè)清洗完需要48小時的 檢修時間。目前熱力車間三臺30MW汽輪機10月份每天的平均發(fā)電量162萬kw.h，若是在夏、秋季實施在線單側(cè)清洗，2#和3#汽輪機滿負荷（25MW）運行，1#汽輪機在進行單側(cè)清洗的過程中至少可以帶8MW的負荷，則夏、秋季實施在線單側(cè)清洗可多發(fā)電0.8萬/kw.h*48h=38.4萬/kw.h，多發(fā)的電可創(chuàng)效38.4萬/kw.h*0.5元=19.2（萬元）；若是在春、冬季實施在線單側(cè)清洗，2#和3#汽輪機滿負荷（25MW）運行，1#汽輪機在進行單側(cè)清洗的過程中至少可以帶10MW的負荷，則夏、秋季實施在線單側(cè)清洗可多發(fā)電1.0萬/kw.h*48h=48.0萬/kw.h，創(chuàng)效48.0萬/kw.h*0.5元=24.0（萬元），比夏季多創(chuàng)效4.8萬元。

由此可見，汽輪機凝汽器運行過程中單側(cè)清洗能夠適應(yīng)目前高產(chǎn)能的生產(chǎn)節(jié)奏，減少因停機清洗造成大量的煤氣放散。所以汽輪機凝汽器運行過程中單側(cè)清洗是可行的、有效的方法，能夠為汽輪發(fā)電機長周期高效穩(wěn)定運行提供技術(shù)支撐。

作者簡介：

李孟想，1988，性別：男；民族：漢；學歷：本科；職務(wù)：汽輪機工程師