【文章內(nèi)容簡介】 第二發(fā)電廠1機組在2004年加裝“凝汽器真空提高裝置”后的三年中,對于提高機組熱效率,做好營運改善工作,減少設備維護費用作出了積極貢獻。由于牡二電廠機組全部是運行了20多年的老機組,加上多年來的頻繁調峰運行,真空嚴密性都較差。在保證安全的前提下,適當采用一些如“凝汽器真空提高裝置”新技術進行設備改造,能使機組的熱經(jīng)濟性能進一步得到提高。四：就真空下降事故產(chǎn)生的原因進行深入分析和研究： 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系圖冷卻水是凝汽器中用于冷卻汽輪機排汽的唯一冷卻介質,冷卻水泵的故障必然引起冷卻水量的降低,嚴重時可能引起凝汽器冷卻水失水,導致凝汽器壓力急劇升高的嚴重事故。引起故障的主要原因有:廠用電中斷、冷卻水泵和驅動電機故障、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。在機組負荷一定的情況下,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裝設抽氣器,定時抽出水室里的空氣,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。運行中的冷卻水泵事故停運,引起循環(huán)水中斷,循環(huán)水在10 s內(nèi)減到零。主機自動停運,熱負荷瞬間減為零,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℃,這時排汽缸噴水冷卻裝置投入使用,以保護排汽缸溫度不超過80℃。伴隨這種工況的出現(xiàn),將使真空破壞閥的動作,加速汽輪機停運。(2)抽氣設備工作失常抽氣設備的任務是在機組啟動時建立真空以及在運行中抽除從真空不嚴密處漏入空氣和未凝結蒸汽。隨著蒸汽參數(shù)的提高和機組功率的增大,以及機組滑壓參數(shù)運行的運用,大部分機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)關系曲線(如圖1的實線)卻有工作段和過載段之分。在工作段,漏氣量減少時,抽出蒸汽量卻增加了,因而pc與Ga無關。但在過載段,漏氣量已經(jīng)很大,蒸汽量已減至最小,進一步增大漏氣量,必然導致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,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,在擴壓管出口處發(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組射水溫度高達32~34℃,而射水溫度的設計值為20℃。工作水溫度升高的原因是: a射水泵與工作介質的摩擦產(chǎn)生能量消耗轉變?yōu)闊崃俊?b抽空氣管道內(nèi)空氣在工作水中放熱。 c水蒸汽因為有凝結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機組為例,假設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,分別對應氣汽混合物的溫度346℃和267℃。按HEI標準,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。射水泵與工作介質摩擦產(chǎn)生的熱量為1 080 246 kJ/h。而b項的數(shù)值很小,相對于a項和c項可以忽略不計。對射水抽氣器,當工作水溫超過30℃時,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大。這主要因為當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大。因此,在閉式循環(huán)射水抽氣器的運行中,必須監(jiān)視工作水溫度的變化,定期或連續(xù)補充冷水,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影響抽氣器的工作性能。當射水抽氣器出水口在射水池水面以下時,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,從而導致射水抽氣器的抽氣能力下降。當射水抽氣器的出水口在射水池水面以上時,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重事故。另外,軸封系統(tǒng)抽空氣進入抽氣器中,抽氣器中的空氣量增加,空氣的比容遠大于工作水的比容,使工作水流動的沿程阻力增大,抽氣器的抽氣能力下降,也引起抽氣器中氣水激振。機組真空系統(tǒng)空氣滲漏：空氣通過兩個渠道漏入凝汽器:一是通過機組真空系統(tǒng)的不嚴密處漏入,另一個是隨同蒸汽一起進入凝汽器。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組負壓狀態(tài)部件的不嚴密處漏入。除了凝汽器自身的嚴密性外,真空系統(tǒng)的氣密性也取決于機組所有其余處于真空狀態(tài)部件的嚴密性,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，使抽氣設備過載,凝結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行的重要課題。凝汽器在穩(wěn)定工況下運行時,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),進行漏氣量測量。總之,當發(fā)生真空度急劇下降所引起的事故狀態(tài)時,汽輪機必須立即減負荷,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。如果短時間內(nèi)無法使真空度恢復正常,或者真空度繼續(xù)急劇惡化,則有可能使汽輪機強迫停機,然后詳細檢查并采取措施。當凝汽器真空度以較小數(shù)值緩慢下降時,查找原因比較困難。此時，全面考察凝汽設備的運行狀態(tài),仔細分析各有關測試數(shù)據(jù),表1列出常見的真空度下降現(xiàn)象,根據(jù)工程實際分析其原因,得出相應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：凝汽器負荷和冷卻水進口水溫不變,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：凝汽器負荷和冷卻水進口溫度不變,而冷卻水溫升Δt超過額定值,冷卻水進出口壓力增加,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,冷卻水進出口管負壓降低,凝汽器水阻減小。原因是冷卻水出口管上部虹