汽輪機凝汽器運行時存在真空度下降,排汽溫度和壓力升高的問題,因此從人、料、法、環、測幾個方面,排除了引起汽輪機真空值低的因素,運用頭腦風暴法,從設備上分析引起汽輪機凝汽器真空低的原因。按“5W1H”的原則,制定對策解決汽輪機凝汽器真空度低的問題。經過3個月的運行,汽輪機凝汽器真空平均值由-0.078MPa上升到-0.083MPa,實現了提高汽輪機凝汽器真空度的目標。
凝汽設備是凝汽式汽輪機裝置的重要組成部分之一,它在熱力循環中起著冷源作用。凝汽設備主要作用有兩個方面:一是在汽輪機排汽口建立并維持高度真空;二是保證蒸汽凝結并供應潔凈的凝結水作為鍋爐給水。由此可見,作為主要的輔助設備,凝汽器的正常運行對電廠的安全、正常運行起著很大的作用。
降低汽輪機排氣的壓力和溫度,可以提高循環熱效率。降低排汽參數的有效辦法是將排汽引入凝汽器凝結成水。凝汽器運行的好壞直接影響汽輪機組運行的安全性與經濟性。對凝汽器運行的要求主要是能保證達到要求的真空度、減少凝結水過冷度和保證凝結水品質合格。某熱電廠(二廠) #6汽輪機組系北京汽輪機廠生產的型號為CC50-8.83/0.98/0.196 單缸、高壓、雙抽冷凝式、帶二次可調及三段不可調抽汽式汽輪機組,自2011 年1 月以來,該#6 汽輪機凝汽器的真空開始出現惡化,2011年1-3月,6號汽輪機凝汽器真空平均值z*大為-0.079MPa,z*小為-0.077MPa, 三個月平均真空值為-0.078MPa,小于《運行檢修規程》規定的凝汽器真空度平均值不低于-0.082MPa,機組負荷只能帶36MW,排汽溫度高達45℃,真空下降,排汽溫度和壓力升高,嚴重威脅機組的安全經濟運行。
1、凝汽器真空下降的危害
(1) 凝汽器真空下降,排汽壓力升高,若要維持機組負荷不變,則應增大汽輪機的進汽量,從而引起軸向推力增大以及葉片過負荷。同時可能引起末級葉片過熱和不正常的振動。
(2) 凝汽器真空下降,排汽溫度相應升高。若排汽溫度過高,使排汽缸受熱膨脹,與低壓缸一體的軸承被抬高,機組中心線偏移,破壞轉子中心線的自然垂弧,引起機組強烈振動。
(3) 凝汽器真空下降,排汽溫度大幅度升高時,凝汽器銅管因受熱膨脹使脹口松動,使冷卻水漏入凝汽器側空間,導致凝結水質惡化。
(4) 真空下降,將使機組出力減少,效率降低。
2、凝汽器真空下降的原因分析
2.1、真空系統嚴密性差
近代亞臨界和超臨界參數機組,對鍋爐給水品質要求更為嚴格。盡管凝汽器在裝配過程中都要做泵水試驗,以保證凝汽器的密封性,但在運行中,空氣不可避免地少量漏入凝汽器的真空系統內。這種泄漏將直接影響機組的安全性和經濟性。
在做與真空系統有關的安全措施的過程中,當真空系統閥門關不嚴密的因素存在時,凝結器真空緩慢下降,造成的原因可能是處于負壓區的設備或閥門有空氣被拉入凝結器內,使真空緩慢下降。
汽機檢修人員檢查了機組后汽缸薄膜安全閥,機組負壓側管路法蘭、閥門,凝汽器熱井疏水門、抽氣門等,同時對凝結泵入口門盤根進行了檢查,未見泄露。真空嚴密性較好。
2.2、循環水溫度高
新疆地區夏季氣候炎熱干燥,使循環水溫超過機組設計水溫,造成機組真空低出力下降。運行人員采取排放熱水,冷卻塔補生水的方式降溫,又受到廠區排污量限制導致循環水降溫效果不明顯,機組真空下降。
調查發現,在夏季,循環水溫度z*高可達36 ℃ ~45 ℃ ,超過機組設計水溫,只有通過開大冷卻塔補水來降溫,但塔的排放只有溢水管和底部排水口。只有將塔里的水排出,生水才能補進降溫。但通過溢水管排水是非常不經濟的,它排出的是冷卻過的涼水,只有從上塔水排水才是z*有效的。鍋爐工業回收水出口在#6機凝汽器甲側出水管道上,在此上塔,也可作為冷卻塔補水,溫度在28 ℃ 左右,可以考慮將此水直接補進#6機循環泵入口,給#6機凝汽器降溫。
2.3、汽輪機軸封壓力不正常
在機組啟動過程中,當軸封壓力低時,汽輪機高、低壓缸的前后軸封會因壓力不足而導致軸封處倒拉空氣進入汽缸內,使汽輪機的排汽缸溫度升高,凝結器真空下降。而造成軸封壓力低的原因可能是軸封壓力調節伐故障、軸封供汽系統上的閥門未開或開度不足。
熱工檢修人員檢查了機組負壓側管路閥門、壓力表、水位計、壓力變送器活結、排污門等,未見泄漏。
2.4、射水抽氣系統工作不良
在汽輪機機組運行過程中,由于季節的變化或是其它因素使射水池的水溫升高,在抽氣器的噴嘴處可能會發生汽化現象,從而使抽氣工作失常,凝結器中的不能凝結氣體不能及時排出,導致真空下降。造成射水池水溫上升的原因可能是夏季環境溫度影響,或熱力系統內有熱源排入射水池內,使水溫升高。
運行人員經過檢查和切換試驗,射水抽氣系統基本工作正常。僅是因為夏季射水箱水溫較高,加入生水后水溫仍然達34 ℃ ,超過射水抽氣器設計用水溫度的26 ℃ ,使射水抽氣器效率下降,抽空氣能力降低。可以考慮技改射水箱溢水管路,將射水箱溢水引一路至工業排水渠,射水箱水溫較高時,可通過此管路排放熱水,射水箱可以多加入生水降低水溫,改善射水抽氣器工作狀態,提高機組真空。
2.5、凝汽器銅管臟污、結垢、堵塞
二廠凝汽器8年未清洗,銅管結垢較多,管材通流面淤泥沉積結垢,致使流通面光潔度變差,使冷卻水流經凝結器冷卻管道時的流動阻力增大,循環水流速減慢,循環水流量減少,對流換熱效果變差。同時#6機循環泵進口暗渠在z*末端,一些大的雜物和填料容易沖到此處堵塞凝汽器,影響換熱。進入凝汽器的熱量多,進入凝汽器的熱水、熱氣管道不嚴密,導致進入凝汽器的熱量多,引起真空下降。
3、凝汽器真空下降改進措施
3.1、對循環水管道進行技改
(1) 在#6機凝汽器甲側出水(上塔水) 管道與熱網排污管道連接處加三通。
(2) 裝DN200調節閥門。
(3) 熱網排污管道上再增加DN200閥門,隔斷去熱網管道。
(4) 從鍋爐工業回收水流向6號機凝汽器甲側出水(上塔水) 管道,引入一條? 133mm 管道,流入循環泵進口,作為補充水
(5) 從甲側循環水出口,另引一條? 219mm管道進入排污井,降低水溫。
(6) 循環泵坑排污泵出口管道由DN80改為DN100,閥門由DN50更換為DN65,增加排水量。實施效果確認:改進前,循環水溫度z*高達45℃,改進后,溫度降至28℃左右,達到了運行規程規定的溫度。
3.2、凝汽器銅管清洗,加裝反沖洗閥門裝置
(1) 用打壓機對凝汽器銅管人工清洗。
(2) 在凝汽器甲乙側進口管段處裝DN200閥門,用來對凝汽器反沖洗。
實施效果確認:改進前,凝汽器銅管堵塞嚴重,致使流通面光潔度變差,改進后,凝汽器銅管流通面積增大。
4、效果檢查
通過對凝汽器真空下降的技術改造,凝汽器真空逐漸上升,機組得以正常運行,真空已達到-0.083MPa以上。
5、效益
(1) 經濟效益:根據凝汽器真空度提高1%,煤耗降低1.97g/(kWh)。技改后,凝汽器真空由活動前的0.086MPa上升至活動后的0.083MPa,真空度提高了6.4%。該機組是50MW機組,每天發電1200000kWh, 共節約煤炭15.1t, 按180 元/t 計算,每天節約發電成本2723元。
(2) 社會效益: 技改后, 每天節約煤炭15.1t,換算成標煤是10.78t,每噸標煤可排放二氧化碳2.5t,由此可知,每天可減少二氧化碳排放26.96t。
6、結論
通過對汽輪機凝汽器的真空度降低問題的解決,通過仔細觀察分析,并對影響凝汽器真空下降的幾個原因進行技改,徹底解決了某廠二廠#6機真空下降的缺陷。使機組得以正常、經濟、安全運行。同時為火力發電廠解決類似問題積累經驗:
(1) 注意監視真空泵密封水溫度發現密封水溫度接近汽輪機排汽溫度時,應及時清理冷卻器,尤其是在水質較臟的漲水季節,應增加清洗次數;
(2) 在真空泵冷卻器密封水冷卻水入口加裝濾網,防止冷卻器堵塞。提高凝汽器真空度,保證機組正常、安全、經濟的運行。
提高凝汽器真空度的措施
2014-01-07 11:21:53 閱讀()
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