汽輪機(jī)凝汽器真空低的原因分析及解決方案
3 原因分析
凝結(jié)器壓力其實(shí)為排汽壓力與凝結(jié)器中不凝結(jié)氣體壓力之和,可表示為:
pc=pa ps(3-1)
其中pc、pa、pS分別表示為凝結(jié)器壓力、凝結(jié)器中不凝結(jié)氣體分壓力和排汽分壓力。排汽壓力對應(yīng)下的飽和溫度可以由下式求得:
ts=tw1 Δt δt(3-2)
Δt=tw2-tw1(3-3)
Δt=tb-tw2(3-4)
其中:ts-排汽溫度;
tw1、tw2-凝結(jié)器進(jìn)、出水溫度;
Δt-循環(huán)水進(jìn)出水溫差;
δt-凝結(jié)器端差。
由(3-2)式可以分析確定影響該機(jī)組凝結(jié)器真空的主要因素。
(1)要使凝結(jié)器有較高真空,需使排汽溫度ts降低,由圖2-1的相關(guān)運(yùn)行數(shù)據(jù)可知,凝結(jié)器真空隨季節(jié)性變化的特征不是十分明顯,所以tw1不是影響該機(jī)組凝結(jié)器真空的主要因素;
(2)Δt可以用以下經(jīng)驗(yàn)公式表示,
Δt=(hc-hc′)/4.187m≈520/m(3-5)
其中m-循環(huán)倍率,實(shí)踐證明增開循環(huán)水泵,真空提升的值不大,只有1000Pa左右,所以可以排除Δt為凝結(jié)器真空影響的主要因素;
(3)凝結(jié)器端差δt的大小影響因素可以用下式表示:
(3-6)
式中:Ac-冷卻管總面積,m2;
k-凝結(jié)器總體傳熱系數(shù),KJ/(m2·h·k);
Dw-冷卻水量,t/h;
由(3-6)式可知,在Ac和Dw基本不變的情況下,影響凝結(jié)器真空的主要因素是凝結(jié)器總體傳熱系數(shù)k。
凝結(jié)器管材總體傳熱系數(shù)k[w/(m2·k)]利用美國熱交換協(xié)會HEI計(jì)算方法可表示為:
(3-7)
其中:c-計(jì)算系數(shù);
βt-冷卻水修正系數(shù);
βc-清潔系數(shù);
βm-冷卻水管材和壁厚修正系數(shù);
Vw-冷卻水流速m/s。
依據(jù)(3-2)和(3-7)分析#8機(jī)組凝結(jié)器真空低的原因主要有以下幾點(diǎn):
(1)2002年6月#8機(jī)組進(jìn)行大修時(shí)將三臺凝結(jié)器的換熱管材由原來的Hsn70-1(A)錫
黃銅管更換為Tp304不銹鋼管,根據(jù)相關(guān)部門的試驗(yàn)資料,兩者之間的換熱系數(shù)差在15%左右,在換熱面積及布置方式基本沒有變化的情況下,換熱效果變差。
(2)該廠循環(huán)水為開式循環(huán),水源取自北江,2000年以來循環(huán)水取水口上游1km左右的蒙浬水電站進(jìn)行施工建設(shè),造成循環(huán)水取水口的水質(zhì)變壞,長期渾濁,致使#8機(jī)組凝結(jié)器換熱管淤泥沉積,機(jī)組本身所裝設(shè)的反沖洗裝置在進(jìn)行反沖洗時(shí)由于擾動性差很難將淤泥沖走,這些沉積的淤泥在長期的生物與物理作用下硬化結(jié)垢,致使換熱效果惡化。
(3)由于凝結(jié)器內(nèi)管材通流面淤泥沉積結(jié)垢,致使流通面光潔度變差,使冷卻水流經(jīng)凝結(jié)器冷卻管道時(shí)的流動阻力增大,循環(huán)水流速VW減慢,循環(huán)水流量減少,對流換熱效果變差。
(4)#8機(jī)組真空嚴(yán)密性試驗(yàn)長期不合格,真空嚴(yán)密試驗(yàn)時(shí)真空下降值達(dá)1000~1500Pa/min,漏真空嚴(yán)重,使凝結(jié)器內(nèi)空氣等不凝結(jié)氣體的分壓力Pa增加,凝結(jié)器壓力升高,排汽溫度升高,低壓缸排汽膨脹受阻,凝結(jié)器真空變差。
4處理措施和建議
(1)建議利用機(jī)組大修的機(jī)會進(jìn)行技術(shù)改造,增加凝結(jié)器膠球清洗裝置,實(shí)踐證明凝結(jié)器膠球清洗裝置是避免凝結(jié)器冷卻管結(jié)垢行之有效的方法。
(2)機(jī)組運(yùn)行中加強(qiáng)凝結(jié)器反沖洗,避免凝結(jié)器冷卻管堵塞影響凝結(jié)器真空,加強(qiáng)凝結(jié)器定期反沖洗的監(jiān)督,延長凝結(jié)器反沖洗時(shí)間,提高凝結(jié)器反沖洗的效果,最大限度的減少冷卻管的堵塞和淤泥沉積結(jié)垢。
(3)利用機(jī)組臨修等停機(jī)機(jī)會進(jìn)行凝結(jié)器冷卻管的水力機(jī)械清洗,實(shí)踐已經(jīng)證明這種方法能有效的清除冷卻管中沉積的淤泥,提高凝結(jié)器真空,增加機(jī)組經(jīng)濟(jì)性,建議在加裝膠球沖洗裝置之前每三個月進(jìn)行一次冷卻管的水力機(jī)械清洗。
(4)利用機(jī)組停運(yùn)的機(jī)會,加強(qiáng)對凝結(jié)器真空系統(tǒng)的查漏,確認(rèn)泄漏點(diǎn),如有必要大修時(shí)更換真空系統(tǒng)的部分腐蝕嚴(yán)重疏水管道和閥門,提高真空系統(tǒng)的嚴(yán)密性,盡可能的做的使機(jī)組的真空嚴(yán)密性在合格的范圍。
(5)在夏季天氣炎熱的時(shí)候,采取增開循環(huán)水泵,增加循環(huán)水流量的方法來阻止凝結(jié)器真空的惡化,通過試驗(yàn)與計(jì)算尋找機(jī)組的最佳真空。
(6)運(yùn)行中注意檢查主、再熱蒸汽管道疏水以及汽缸疏水關(guān)閉嚴(yán)密,減少凝結(jié)器的熱負(fù)荷;注意檢查凝結(jié)器各反沖洗門關(guān)閉嚴(yán)密,減少因管路短路造成的冷卻水損失。
參考文獻(xiàn):
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