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              1. 真空漏泄原因分析

                發布時間:2018-11-08 13:17      

                真空漏泄原因分析

                汽輪發電機組真空系統漏泄直接影響著汽輪機組的熱經濟性和安全性,一是影響機組熱經濟性,一般真空值每降低1?,汽耗約增高1.5%--2.5 %左右,傳熱端差每升高1°C,供電煤耗約增加1.5%--2.5%左右,所以真空值的高低對汽輪機的熱經濟性有很大影響;二是影響二次除氧效果,加劇低壓設備管道腐蝕,對機組的安全運行非常不利;三是影響蒸汽凝結及熱交換性能,增大過冷度和換熱端差,增加真空泵的負擔。

                凝汽式或抽凝式汽輪機的真空下降原因很多,短時間很難查清或處理,是一項難已解決的問題。我綜合自己二十年的工作經驗,將影響因素逐級分類,范圍逐步縮小,對常見問題基本都能判斷準確。雖然是針對中小機組而言,但大機組也可以借鑒。

                我的判斷過程是通過端差和過冷卻度變化確定大類,再通過溫度、壓力、液位、負荷及真空波動情況確定原因。

                一、當只有真空下降,過冷卻度和端差都基本不變時,一般是循環水系統故障。

                (1)凝汽器進口管板臟污或出口水室存氣會增加設備流動阻力,使循環水進出口壓差增大,水量減少,液相傳熱系數降低,總熱阻增大,傳熱溫差(飽和水汽與循環水平均溫差)增大,排汽溫度升高,真空降低:同時,總傳熱量基本不變,水量減少,進出口溫差增大,進口不變時,出口溫度升高。

                (2)凝汽器進水管道阻塞,會使循環水泵出口壓力與凝汽器入水壓力差增大,循環水量減少,真空降低,出口水溫升高,凝汽器進出水壓差減小。

                (3)凝汽器出水管路堵塞或閥門未全開,會使水量減少,真空降低,出口水溫升高,整體壓力升高,凝汽器進出口壓力差下降。

                (4)循環水泵故障(水池水溫低、入口濾網堵塞、吸入空氣、水輪導葉磨損等),會使管路整體壓力下降,泵電流降低,真空下降,出水溫度升高。部分循環水泵跳閘,會使水壓和排汽真空迅速下降,泵電流消失。

                (5)冷卻風機斷電,會是凝汽器進水溫度持續上升,真空不斷下降。循環水故障會使真空降低,但不會使真空波動。

                二、當伴隨真空下降,只有端差增大,過冷卻度沒有變化時;此現象基本可以判斷為凝汽器銅管結垢。

                結垢使傳熱熱阻增大,傳熱溫差增大,而總傳熱量基本不變,循環水進出水溫差不變,所以出水溫度不變,排汽溫度增加,端差增大,真空降低。

                三、當真空隨熱負荷的增加而下降,基本上可判斷為凝汽器的熱負荷過高造成。

                由于機組的調節汽門疏水、各級抽汽逆止門疏水、軸封加熱器疏水以及兩端汽封疏水均經本體疏水擴容器進入凝汽器,增加了凝汽器的換熱強度,當機組抽汽量增加或循環冷卻水量不足或雖冷卻水量一定但因其水溫較高時,就都會導致凝汽器真空度下降。

                四、真空隨機組的電負荷的增加而增高。基本上可定為機組的末段抽汽至低壓加熱器管、閥泄露或低壓加熱器的空氣門及其疏水系統泄露或汽機后軸封漏空氣造成。當機組在低電負荷時末端抽汽為微負壓,此時若該抽汽系統或與之相連的低壓加熱器有泄漏點就會造成機組的真空降低。當機組的電負荷增高時末端抽汽就會逐漸形成正壓,就能封住上述的泄漏點,真空也就會逐漸增高。

                后軸封漏空氣影響真空一般為后軸封塊磨損嚴重或供后軸封汽壓力低。但有一盲區;汽機排污管,有的機組排污管是從后軸封末端引出的,無論此管漏與堵均會影響真空。

                五、當端差和過冷卻度都增大,除去凝汽器液位過高外,可以判斷為凝汽器集氣。

                凝汽器液位過高,淹沒銅管,使凝結水過冷卻,過冷卻度增加;同時使汽–水換熱面積減少,同樣傳熱量,傳熱溫差增大,傳熱溫差增大,排汽溫度升高,真空降低,出水溫度基本不變,端差增大。凝汽器集氣使凝汽器汽側蒸汽分壓降低,低于排汽中分壓,其凝結溫度自然小于排汽溫度,過冷卻度增加;同時會使汽相傳熱系數降低,總熱阻增加,傳熱溫差增大,端差增大;冷卻水還要額外承擔蒸汽冷卻熱,出水溫度也增加了。

                凝汽器集氣原因主要分兩類,一是漏氣,二是抽氣器故障。可以通過真空系統嚴密性試驗判定,試驗合格就是抽氣器問題,不合格就存在漏點。

                抽氣器故障又分以下三個方面:

                (1)噴嘴堵塞。雜物堵塞噴嘴會使混合室形成真空低,抽氣能力下降,對射汽抽氣器,表現為一、二級蒸汽壓力均上升,堵塞級關前面截止閥汽壓下降慢;射水抽氣器也表現為前面水壓升高。可升降壓沖洗。

                (2)汽、水源不足。射汽抽氣器因鍋爐檢修等原因,蒸汽管道有雜質,堵塞了濾網或節流孔,就會使通過汽量減少,抽吸能力下降,表現為一、二級蒸汽壓力均下降,而且波動,壓力高時噴嘴工作,低時不工作,真空波動,排氣口有氣喘現象,只二級運行效果有時反而更好些。射水抽氣器水壓低主要是射水泵工作不正常,抽汽器連管過高過長所致,從而影響真空。

                (3)射水箱內水溫過高。射水箱內水溫過高會使射水抽氣器的噴嘴處造成汽化,形成汽塞,從而影響抽出凝汽器內部不凝結氣體的能力,使射水抽氣器的效率低下、凝汽器集氣,真空降低。

                六、汽側水位過高或過低也會使抽氣能力下降。過高淹沒換熱管,擴壓管排放混合汽通道減小,凝結換熱空間減少,混合物中蒸汽不能完全凝結,影響抽氣器運行,未凝結汽從排氣口排出,排氣口冒白汽,甚至冒水。當疏水水封做得低時,疏水閥開度大,一級水位過低,凝汽室壓力正常時,與機組凝汽器壓差大于水封水柱壓強,水封被破壞,凝汽室蒸汽排凝汽器,造成凝汽器真空降低,凝汽室真空上升,壓差減少,水封又形成,表現為凝汽器和凝汽室真空規律性波動。

                七、冷卻水室存氣也會是換熱面積減少,換熱量下降,抽氣能力下降。但一般只發生在開停車階段,因為正常運行時經凝結水泵加壓后已經是不飽和水,溶解度增加,即使泵輕微漏氣,也會溶解,加熱也不會析出。所以,水室中不會有氣體存在。凝汽器換熱管兩側介質都是潔凈、無腐蝕的,不存在堵塞、腐蝕現象。有些地方凝結水再循環門始終開著,使經過抽氣器和汽加的水流量增大,負壓形成較高,但同時也增加了凝汽器的熱載荷,但低排汽量時,對保護凝結水泵是有利的。真空系統漏氣會使凝汽器集氣,使真空降低,端差和過冷卻度增大。但漏點位置不同,對端差和過冷卻度的影響不一樣。空氣相對于蒸汽密度大,在凝汽器內向下流動,當漏氣點在下部時,空氣容易積聚,不易被抽出。上部空氣少,無過冷卻,換熱系數基本不變,端差增加較少,冷卻水出水溫度隨排汽溫度增加;而下部水面上蒸汽分壓低,對應凝結水溫度低,過冷卻度增大。

                八、負荷變動時,均壓箱調整不及時或不當,會使后汽封缺汽,使空氣漏入,排汽真空迅速降低,操作時要切實注意。當后汽封汽封齒和汽封片結合不好或汽封損壞時,空氣就容易漏入,開機時,汽封壓力很難達到要求,真空抽不到規定值,后汽缸溫升快;正常運行時,真空靠蒸汽凝結形成,漏氣影響變小,同時,供汽由前汽封和蒸汽系統各閥閥桿漏汽承擔,汽量有保證,真空有所提高,但容易波動。凝結水泵軸封不嚴也有這種現象。換熱管泄漏會使冷卻水漏入,帶入空氣影響真空,但一般不會很大,過冷卻度增加,凝結水水質發生變化,端差變化不大。

                九、脫鹽水補水也會帶入空氣,影響真空。但如果補水口位于凝汽器上部,漏氣容易被抽出,對過冷卻度影響不大,同時,補水和蒸汽換熱,回收一部分熱量,節約冷量,使真空升高、排汽溫度降低,端差變化應該也不明顯。補水口位于下部,就不好了、與上述正相反,定會影響真空。

                結束語

                凝汽器真空降低,往往是多種因素共同作用的結果,由于真空系統比較龐大,嚴密性的治理也比較困難。但我們只要不盲目采取儀器進行普查,需冷靜認真分析、逐段排查,縮小查漏范圍,就不難逐一確定,采取相應措施,就能保持機組的正常運行。

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