【文章內(nèi)容簡介】 第二發(fā)電廠1機(jī)組在2004年加裝“凝汽器真空提高裝置”后的三年中,對于提高機(jī)組熱效率,做好營運(yùn)改善工作,減少設(shè)備維護(hù)費(fèi)用作出了積極貢獻(xiàn)。由于牡二電廠機(jī)組全部是運(yùn)行了20多年的老機(jī)組,加上多年來的頻繁調(diào)峰運(yùn)行,真空嚴(yán)密性都較差。在保證安全的前提下,適當(dāng)采用一些如“凝汽器真空提高裝置”新技術(shù)進(jìn)行設(shè)備改造,能使機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性能進(jìn)一步得到提高。四：就真空下降事故產(chǎn)生的原因進(jìn)行深入分析和研究： 凝汽器真空仿真圖凝汽器真空度下降可分為急劇下降和緩慢下降：1．急劇下降急劇下降稱為凝汽器事故性真空破壞,產(chǎn)生這種事故的原因有以下幾種： (1)卻水泵工作不正常 凝汽器真空與冷卻水初溫關(guān)系圖冷卻水是凝汽器中用于冷卻汽輪機(jī)排汽的唯一冷卻介質(zhì),冷卻水泵的故障必然引起冷卻水量的降低,嚴(yán)重時(shí)可能引起凝汽器冷卻水失水,導(dǎo)致凝汽器壓力急劇升高的嚴(yán)重事故。引起故障的主要原因有:廠用電中斷、冷卻水泵和驅(qū)動(dòng)電機(jī)故障、冷卻水吸水口濾網(wǎng)堵塞、吸入水位過低、冷卻水泵軸封或吸水管漏入空氣等造成冷卻水中斷,冷卻水出水管部分堵塞,排水虹吸高度被破壞,造成冷卻水量不足。在機(jī)組負(fù)荷一定的情況下,冷卻水出口溫度升高,必然使冷卻水系統(tǒng)的正常工作遭到破壞。吸水管的污臟,引起阻力增加。供水管道堵塞、工作輪和軸的磨損會(huì)引起水泵特性的改變,反映出冷卻水量的降低,而排水管線上有空氣積聚是虹吸惡化和發(fā)生破壞的原因。近代大型凝汽器在水室的最高點(diǎn)裝設(shè)抽氣器,定時(shí)抽出水室里的空氣,來保證虹吸的正常工作。否則虹吸被破壞,吸水高度瞬間上升,使供水量立即下降,造成冷卻水量減少,冷卻水出口溫度上升,從而使凝汽器里的傳熱效果變差,凝汽器真空度下降。運(yùn)行中的冷卻水泵事故停運(yùn),引起循環(huán)水中斷,循環(huán)水在10 s內(nèi)減到零。主機(jī)自動(dòng)停運(yùn),熱負(fù)荷瞬間減為零,真空瞬間提高而后降低。凝汽器內(nèi)汽溫上升,大約60 s后,汽溫可能上升到80℃,這時(shí)排汽缸噴水冷卻裝置投入使用,以保護(hù)排汽缸溫度不超過80℃。伴隨這種工況的出現(xiàn),將使真空破壞閥的動(dòng)作,加速汽輪機(jī)停運(yùn)。(2)抽氣設(shè)備工作失常抽氣設(shè)備的任務(wù)是在機(jī)組啟動(dòng)時(shí)建立真空以及在運(yùn)行中抽除從真空不嚴(yán)密處漏入空氣和未凝結(jié)蒸汽。隨著蒸汽參數(shù)的提高和機(jī)組功率的增大,以及機(jī)組滑壓參數(shù)運(yùn)行的運(yùn)用,大部分機(jī)組使用射水抽氣器和真空泵。下面以射水抽氣器為例分析其對凝汽器真空度的影響。下圖為300 MW射水抽氣器的工作特性曲線。由圖1可看出,在一定的工作水溫度tw和工作水壓力pw下,射水抽氣器的抽氣壓力pm也隨抽氣量Ga的增加而升高,不過沒有明顯的工作段與過載段之分(如圖1的虛線)。但是凝汽器pc=f(Ga)關(guān)系曲線(如圖1的實(shí)線)卻有工作段和過載段之分。在工作段,漏氣量減少時(shí),抽出蒸汽量卻增加了,因而pc與Ga無關(guān)。但在過載段,漏氣量已經(jīng)很大,蒸汽量已減至最小,進(jìn)一步增大漏氣量,必然導(dǎo)致pm和pc增加,pc增大即是凝汽器真空下降,特性線pc=f(Ga)與pm=f(Ga)實(shí)際是互相重合的。根據(jù)上面對射水抽氣器工作特性的分析可知,抽氣器的抽氣壓力pm隨Ga增加而升高,Ga增加的同時(shí)pc在過載段也隨之增大。因此,對抽氣器的合理監(jiān)控十分必要。抽氣器工作水壓力低、水量不足或增加過多,也反映到抽氣器抽吸能力的下降,引起凝汽器真空的降低。對一定的抽氣壓力而言,工作水壓力pw越小,抽氣量越少,從而不能滿足凝汽器中所需的抽氣要求,使凝汽器真空下降。同時(shí),工作水量不足,吸入室中因沒有足夠的工作水而壓力升高,抽吸能力下降。工作水量增加過多時(shí),在擴(kuò)壓管出口處發(fā)生排水堵塞現(xiàn)象,造成排水管水壓升高,吸入室壓力增加,抽吸能力也下降。因此必須對抽氣器工作水壓力和流量進(jìn)行合理控制,以維持正常的抽吸能力。如果射水抽氣器的工作水采取開式循環(huán)方式,則工作水溫受外界影響較大,外界溫度變化必然引起其溫度發(fā)生變化。如果采取閉式循環(huán)方式并且停止向射水池補(bǔ)充水,不向射水池外溢水,則工作水溫度將不斷升高。目前河南焦作電廠機(jī)組射水溫度高達(dá)32~34℃,而射水溫度的設(shè)計(jì)值為20℃。工作水溫度升高的原因是: a射水泵與工作介質(zhì)的摩擦產(chǎn)生能量消耗轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃俊?b抽空氣管道內(nèi)空氣在工作水中放熱。 c水蒸汽因?yàn)橛心Y(jié)過程而放出的汽化潛熱。所有這些都對射水抽氣器工作水有加熱作用。以河南焦作電廠200 MW機(jī)組為例,假設(shè)全年平均保持凝汽器內(nèi)壓力為539 kPa,抽氣器吸入室內(nèi)壓力為3434 kPa,分別對應(yīng)氣汽混合物的溫度346℃和267℃。按HEI標(biāo)準(zhǔn),對于三排汽口三殼體的凝汽器,抽吸的氣汽混合物量為19506 kg/h,其中干空氣為6124 kg/h,水蒸汽為13472 kg/h。經(jīng)計(jì)算可知, 13472 kg的水蒸汽每h在抽氣器內(nèi)放熱量為282 036 kJ/h。射水泵與工作介質(zhì)摩擦產(chǎn)生的熱量為1 080 246 kJ/h。而b項(xiàng)的數(shù)值很小,相對于a項(xiàng)和c項(xiàng)可以忽略不計(jì)。對射水抽氣器,當(dāng)工作水溫超過30℃時(shí),每升高5℃,吸入室的壓力就提高196 kPa,對凝汽器真空的影響相當(dāng)大。這主要因?yàn)楫?dāng)工作水溫升高至一定程度后,在高度真空的噴管喉部,部分工作水汽化,體積突然膨大,而使抽吸能力下降。所以工作水溫對抽真空裝置的抽吸能力及凝汽器真空的影響也相當(dāng)大。因此,在閉式循環(huán)射水抽氣器的運(yùn)行中,必須監(jiān)視工作水溫度的變化,定期或連續(xù)補(bǔ)充冷水,溢出高溫水,防止工作水溫度過分升高。射水抽氣器排水管路的阻力會(huì)影響抽氣器的工作性能。當(dāng)射水抽氣器出水口在射水池水面以下時(shí),如果出水口淹得太深,由于水池中的水溫比射水管中的水溫低、比重大,排水管外的壓力過大阻礙抽氣器工作水的排出,從而導(dǎo)致射水抽氣器的抽氣能力下降。當(dāng)射水抽氣器的出水口在射水池水面以上時(shí),如果射水泵發(fā)生故障,無法射水或射水量急劇下降,外界空氣將大量漏入凝汽器中,造成真空急劇下降的嚴(yán)重事故。另外,軸封系統(tǒng)抽空氣進(jìn)入抽氣器中,抽氣器中的空氣量增加,空氣的比容遠(yuǎn)大于工作水的比容,使工作水流動(dòng)的沿程阻力增大,抽氣器的抽氣能力下降,也引起抽氣器中氣水激振。機(jī)組真空系統(tǒng)空氣滲漏：空氣通過兩個(gè)渠道漏入凝汽器:一是通過機(jī)組真空系統(tǒng)的不嚴(yán)密處漏入,另一個(gè)是隨同蒸汽一起進(jìn)入凝汽器。由于鍋爐給水經(jīng)過多重除氧,所以后者數(shù)量不多,約占從凝汽器抽除空氣總量的百分之幾。因此,抽出的空氣主要是通過機(jī)組負(fù)壓狀態(tài)部件的不嚴(yán)密處漏入。除了凝汽器自身的嚴(yán)密性外,真空系統(tǒng)的氣密性也取決于機(jī)組所有其余處于真空狀態(tài)部件的嚴(yán)密性,它們包括給水加熱器、低壓氣缸、汽封、軸封、向大氣排放的管道等?？諝獯罅柯┤肽?將造成凝汽器傳熱惡化，使抽氣設(shè)備過載,凝結(jié)水過冷度及含氧量急劇增加,破壞凝汽器真空度,使凝汽器設(shè)備無法正常工作。因此,氣密性的評定與監(jiān)督是確保凝汽器正常運(yùn)行的重要課題。凝汽器在穩(wěn)定工況下運(yùn)行時(shí),抽氣量幾乎與漏氣量完全相等。對于射水抽氣器,必須通過裝設(shè)向凝汽器(真空系統(tǒng))人為地輸送空氣的裝置,利用射水抽氣器的工作特性(圖1),進(jìn)行漏氣量測量?？傊?當(dāng)發(fā)生真空度急劇下降所引起的事故狀態(tài)時(shí),汽輪機(jī)必須立即減負(fù)荷,并通過對事故現(xiàn)象的分析,采取措施,消除引起真空度急劇下降的因素。如果短時(shí)間內(nèi)無法使真空度恢復(fù)正常,或者真空度繼續(xù)急劇惡化,則有可能使汽輪機(jī)強(qiáng)迫停機(jī),然后詳細(xì)檢查并采取措施。當(dāng)凝汽器真空度以較小數(shù)值緩慢下降時(shí),查找原因比較困難。此時(shí)，全面考察凝汽設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),仔細(xì)分析各有關(guān)測試數(shù)據(jù),表1列出常見的真空度下降現(xiàn)象,根據(jù)工程實(shí)際分析其原因,得出相應(yīng)的消除真空度下降的方法和措施。凝汽器真空惡化的分析現(xiàn)象產(chǎn)生的原因現(xiàn)象1：凝汽器負(fù)荷和冷卻水進(jìn)口水溫不變,而冷卻水溫升Δt超過額定值,水阻增加,冷卻水進(jìn)口壓力增加,端差δt在額定值范圍內(nèi)或少許超過額定值。原因是凝汽器冷卻管板臟污,出口水室存在空氣等,使冷卻水流量減少?，F(xiàn)象2：凝汽器負(fù)荷和冷卻水進(jìn)口溫度不變,而冷卻水溫升Δt超過額定值,冷卻水進(jìn)出口壓力增加,凝汽器水阻降低,端差δt變化不大。原因是冷卻水出口水管閘門未全開,噴水池噴嘴堵塞等使冷卻水回水管壓力增大,或是冷卻水流量減少?，F(xiàn)象3：凝汽器負(fù)荷和冷卻水出口溫度不變,而冷卻水溫升Δt超過額定值,冷卻水進(jìn)出口管負(fù)壓降低,凝汽器水阻減小。原因是冷卻水出口管上部虹