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汽轮机的真空问题

汽轮机的真空问题


大家都知道汽轮机的真空的建立是由于汽轮机排汽遇冷凝结体积缩小大约三万倍而形成的。所以我们在讨论真空时就要从以下几个方面入手:
1.如何让排汽在凝汽器里良好而又经济的凝结?
2.如何及时而又经济的维持凝汽器的换热不受阻碍?
3.如何减少汽轮机真空系统的漏空量?
大家可以看出,我在提出这三个问题的时候,有两条突出了经济性的问题,这是因为我们发电厂的目的就是多发多供,降低燃料的消耗量,以达到利益的最大化。所以,在我们发电厂中有经济真空的概念,并非是真空越高,经济效益越高。
针对第一个问题,我认为,现在电厂普遍装设多台循环水泵,但并不是开的越多,越经济。当循环水量足以带走乏汽的汽化潜热时,这便是经济循环水量,但是这个水量如何进行确定?又通过什么办法控制它的流量?我认为,在电力市场竞争日益白热化的今天,对循环水泵进行改造迫在眉睫。改造方案大体有两种:
1.平滑的改变循环水泵的转速,一是通过高压变频器改变其转速,但高压变频价格较高,在机组较大时投入太高,不易实现。一是通过液力偶合器调节,但是已运行电厂的循泵增加液力偶合器位置过于狭窄,不便于布置。
2.通过阶梯性的改变循泵转速,即变极运行来改变循泵的出力。虽然变极运行不能完全维持经济循环水流量,但是由于其投资省,占用空间少,节省厂用电效果明显,被老电厂改造是广泛采用。
有关第二个问题,在运行中我们应尽量保证凝汽器换热面的洁净,来保证凝汽器的换热效果。其中又可封为以下几个方面:
对于凝汽器的水侧,我们要针对水质,采取有效而又经济的手段来处理。我曾经工作过的一个电厂,一开始借鉴兄弟电厂的经验,只是采用胶球清洗。但是由于循环水的水质特别差,接近于海水,而且由于采用的胶球清洗装置比较落后,胶球的投停操作全部由人工完成,这就造成职工投胶球的积极性不高。而且胶球清洗装置的收球率不高,胶球清洗的效果比较差。凝汽器铜管内壁经常结附致密的硬垢,影响凝汽器换热效果,造成真空降低,后来又采用人工清洗,即半侧解列,利用毛刷清理。但因垢的致密性,人工清理的效果比表较差。
后来,厂里采用某电力科学院的化学处理法,即在精确测定循环水和补充水的成份,分析变化规律后,先采用胶球清洗去除铜管内壁的垢(软垢采用大胶球,硬垢采用带钢丝的硬制小胶球清洗),除垢后,在循环水里加入被膜剂,再铜管内壁形成致密的光滑薄膜,使杂质不易附着。然后,针对采用浅井水或地表水,

适时地加杀菌灭藻剂,杀除水中的藻类。另外,还需根据循环水的PH值,适时加入硫酸,以调整循环水的PH值,使系统尽量不发生碱性腐蚀,等一系列措施。后来多次在机组停运后,打开人孔门检查,发现基本未发生结垢现象。实践证明,这一系列的处理措施,是适合厂里的循环水处理需要,基本满足了生产的要求。
还有,在我们采用胶球清洗时应注意:
1.胶球清洗装置的投运要求循环水量达到设计流量,这对于采用调节转速和停用循泵来节省厂用电的电厂应注意,在胶球投入之前,必须将循环水量提高。这时因为我们基本上都是采用大球(即直径略大于铜管内径的软海绵球),如循环水量不足,可能会造成胶球卡在铜管内,既降低了胶球的回收率,又造成凝汽器的换热效果变差。同时,对循环水的二次滤网要经常清理,若其压差增加,会变相的降低循环水量,还有就是胶球清洗装置的收球网,也应定期反洗,防止积聚杂物,降低循环水量。另外,还应在起机前和运行中及时对凝汽器水侧进行放气,特别是夏天。放气不及时会形成水阻,影响循环水流量,甚至空气侵占水空间,影响换热。
2.对于采用大胶球的电厂,应经常将胶球取出,检查胶球磨损情况,现在我们普遍使用的胶球,在使用几个周期后,由于磨损,会造成胶球的直径小于铜管内经,再次投入时会影响清洗效果。
对于凝汽器的汽侧,主要影响换热的是不凝结气体,如何才能经济而又可靠的去除不凝结气体?
1.采用高效率的抽真空装置,现在新装机组普遍采用的真空泵使一个比较不错的选择。真空泵的抽气效率高,而且还有别于射水抽气器,即随着机组的真空越高,泵组的运行电流越小。所以在机组正常运行时,真空泵的功耗非常小,这就大大节省了厂用电。(而采用射水气抽气器的机组射水泵的运行电流基本变化不大)。但真空泵和射水抽气器有一个相同点,就是工作水温度不可以太高,若工作水的温度接近凝汽器的排汽温度,工作液在泵体内就会气化,使泵组抽不出空气。针对南北差异,真空泵分为闭式循环和开式循环两种。闭式循环真空泵使用除盐水作为工作液,通过工业水或循环水冷却。优点耗水量小,适用于北方干旱气候,及水质严重恶化的区域。开式循环采用温度较低的地下水或自来水,直接排放。由于耗水量大,适用南方循环水温较高,水资源丰富的地区。现在开式循环真空泵经改造将排水回收至循环水,提高了水的利用率。(从上面的论述,大家可以看出,降低抽气装置的工作液温度,可以提高真空,效果明显)
2.对抽气口的改造:在机组运

行中,抽气装置不仅会抽出不凝结气体,还会抽出大量的蒸汽(占抽气量的60%左右),这些蒸汽不仅会提高设备的耗电量,提高汽水损失,加热工作液,更主要的会排挤对不凝结气体的抽吸作用,降低设备的效率,建议对抽气口进行改造。(某大学专利技术,不宜详述)
如何减少汽轮机真空系统的漏空量?我们常采用真空严密性试验的方法来检查真空系统的严密性。但是,我们在机组运行中常会发现这样的问题:机组的真空随负荷的降低而升高,但当负荷降至一定程度后,真空反而会降低,这是什么原因?还有,就是即使机组的负荷没有发生变化,机组的真空也会发生变化,这又是什么原因?
其实,我们在检查机组的真空问题是,应特别注意加热器的漏空,因加热器系统复杂,正常运行时部分处于真空区,部分处于微正压区,当负荷降低时,负压区的设备增加(机组启动和低负荷时有可能高加都处于负压区)造成系统漏空点增加。至于满负荷真空波动的现象,也存在微负压区的低加水位波动,当漏点脱离水面时,由于没有了水的封堵作用,也用可能出现漏空现象。
总之,汽轮机的真空问题是一直影响着机组的安全经济运行的问题,而且它总会先变万化,针对不同的机组总会有它特性,这就要求我们在日常运行中不断的摸索和总结,使我们的运行更经济,更安全。

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