凝汽器真空的影響因素及常見(jiàn)故障分析

1、凝汽器真空的影響因素及常見(jiàn)故障分析王友強(qiáng)（山東電力建設(shè)第二工程公司西固項(xiàng)目部）【摘 要】現(xiàn)代大型電廠凝汽式汽輪機(jī)組的熱力循環(huán)中，凝汽設(shè)備起著冷源的作用，其主要任務(wù)是將汽輪機(jī)排汽凝結(jié)成水并在汽輪機(jī)排汽口建立與維持一定的真空度。凝汽器的真空度對(duì)汽輪機(jī)裝置的效率、功率有重大影響，直接影響到整個(gè)汽輪機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性。本文從凝汽器端差、循環(huán)水溫升和凝汽器入口水溫的角度，分析了影響凝汽器真空的因素，通過(guò)查找資料并參考一些機(jī)組的實(shí)際問(wèn)題的處理方法，研究了造成凝汽器真空緩慢下降的原因?！娟P(guān)鍵詞】汽輪機(jī)冷端 傳熱端差 循環(huán)水溫升 真空嚴(yán)密性 軸端漏氣引言目前，我國(guó)發(fā)電能源構(gòu)成中還是以煤為主(占80%)，雖然正大力

2、開(kāi)發(fā)西部水電資源，并且加快了核電項(xiàng)目的建設(shè)，但目前以煤為主的結(jié)構(gòu)還不會(huì)改變。目前中小機(jī)組效率低、煤耗高，對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重1。 電能是最潔凈最便于使用的二次能源。生產(chǎn)電能要消耗大量的一次能源，我國(guó)生產(chǎn)電力用煤接近全國(guó)煤產(chǎn)量的三分之一，西方國(guó)家進(jìn)口的煤絕大部分用于生產(chǎn)電能。據(jù)美國(guó)電力研究所(EPRI)90年代初的一份跟蹤調(diào)查報(bào)告表明,電廠平均實(shí)際供電熱耗率高出設(shè)計(jì)值1000 以上，當(dāng)時(shí)就把電廠節(jié)能降耗列為重大科研項(xiàng)目。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，提高火電機(jī)組運(yùn)行效率，降低能耗，并進(jìn)一步提高機(jī)組運(yùn)行的安全性、可靠性越來(lái)越受到重視。我國(guó)政府充分認(rèn)識(shí)到走可持續(xù)發(fā)展道路的重要性后，由粗放型經(jīng)濟(jì)向集約型經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)軌，電廠

3、節(jié)能問(wèn)題越來(lái)越受到國(guó)家和電力行業(yè)的普遍重視。另外，隨著電力體制改革的深入，電力行業(yè)各大公司都已經(jīng)掛牌運(yùn)營(yíng)，現(xiàn)在國(guó)家電力公司出臺(tái)的競(jìng)價(jià)上網(wǎng)進(jìn)一步促進(jìn)了節(jié)能降耗工作的展開(kāi)。在現(xiàn)代大型電站凝汽式汽輪機(jī)組的熱力循環(huán)中，凝汽設(shè)備起著冷源的作用，其主要任務(wù)是將汽輪機(jī)排汽凝結(jié)成水并在汽輪機(jī)排汽口建立與維持一定的真空度。以凝汽器為核心，內(nèi)連汽輪機(jī)低壓缸，外連循環(huán)水系統(tǒng)，構(gòu)成了電站熱力系統(tǒng)“冷端”。根據(jù)汽輪機(jī)工作原理，凝汽器的真空度對(duì)汽輪機(jī)裝置的效率、功率有重大影響，因此凝汽器的工作效能直接影響到整個(gè)汽輪機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性。汽輪機(jī)組冷端系統(tǒng)性能不良，嚴(yán)重影響整個(gè)機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性，使供電煤耗率增加1。例如300MW等級(jí)

4、機(jī)組是目前我國(guó)電力生產(chǎn)的主力機(jī)組約半數(shù)以上機(jī)組凝汽器的運(yùn)行真空低于設(shè)計(jì)值12，而凝汽器真空降低l,機(jī)組熱耗率約上升0.8%,煤耗率增約2.5。因此，汽輪機(jī)組冷端系統(tǒng)性能差的問(wèn)題是電力行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)之一。分析冷端系統(tǒng)性能不良的原因以及對(duì)經(jīng)濟(jì)性的影響，提高凝汽器性能，維持機(jī)組經(jīng)濟(jì)真空運(yùn)行,直接影響到整個(gè)汽輪機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性。1 汽輪機(jī)冷端系統(tǒng)簡(jiǎn)述汽輪機(jī)冷端系統(tǒng)主要由汽輪機(jī)低壓缸、表面式凝汽器、抽氣設(shè)備、膠球清洗裝置、凝結(jié)水泵、循環(huán)水泵和循環(huán)水水源，以及這些部件之間的連接管道和管件等組成。一個(gè)簡(jiǎn)單的汽輪機(jī)冷端系統(tǒng)原則性系統(tǒng)圖如圖1-1。 圖1-1 冷端系統(tǒng)原則性系統(tǒng)圖1-抽氣設(shè)備; 2-汽輪機(jī)低壓缸;

5、 3-發(fā)電機(jī); 4-循環(huán)水泵;5-凝汽器; 6-凝結(jié)水泵; 7-膠球消洗裝置排汽離開(kāi)低壓缸之后進(jìn)入凝汽器殼側(cè)，凝汽器管內(nèi)流入由循環(huán)水泵提供的循環(huán)水作為冷卻工質(zhì)，將排汽凝結(jié)成水。由于蒸汽凝結(jié)成水時(shí)，體積驟然縮小，這就在凝汽器內(nèi)形成高度真空。為保持所形成的真空，則需用抽氣設(shè)備將漏入凝汽器內(nèi)的空氣不斷抽出，以免不凝結(jié)空氣在凝汽器內(nèi)逐漸積累，使凝汽器內(nèi)壓力升高。由凝汽器產(chǎn)生的凝結(jié)水，則通過(guò)凝結(jié)水泵依次進(jìn)入機(jī)組的低壓加熱器、除氧器、高壓加熱器，最終進(jìn)入鍋爐4。循環(huán)水按供水方式的不同，有一次冷卻供水和二次冷卻供水。供水來(lái)自江、河、湖、海等天然水源，排水仍排回其中的，稱為一次冷卻供水，或開(kāi)式供水。供水來(lái)自冷

6、卻水塔或冷卻水池等人工水源，排水仍回到冷卻水塔(水池)循環(huán)使用的，稱為二次冷卻供水，或閉式供水。不論是開(kāi)式供水還是閉式供水，冷卻水所帶入的泥沙、污穢的物質(zhì)和加熱過(guò)程中分解出的鹽分等均會(huì)不同程度地沉積在循環(huán)水管的內(nèi)表面上;由于附著物的傳熱性能很差，將導(dǎo)致凝汽器真空降低，而且還會(huì)加速冷卻水管的腐蝕，因此采用膠球清洗裝置進(jìn)行清洗，并在循環(huán)水泵進(jìn)水管上安裝濾網(wǎng)，達(dá)到良好的凈化循環(huán)水的效果。2 本文主要研究的內(nèi)容汽輪機(jī)冷端性能總歸是對(duì)影響真空的因素的研究，凝汽器內(nèi)真空的形成是由于在凝汽器內(nèi)蒸汽和凝結(jié)水汽液兩相之間存在一個(gè)平衡壓力8,11。蒸汽凝結(jié)時(shí)的溫度()越低，凝汽器內(nèi)的絕對(duì)壓力越低()。凝汽器的真空

7、度為： 圖1-1 蒸汽和水的溫度沿冷卻表面的分布在凝結(jié)過(guò)程中，排汽溫度，所受的影響如圖所示，圖號(hào)的各符號(hào)的意義如下：- 排汽溫度 - 冷卻水入口溫度- 凝汽器傳熱端差 - 冷卻水溫升 - 傳熱面積由圖得：=+ （1-1）由于凝汽器真空即排汽壓力可以用與之相對(duì)應(yīng)的飽和蒸汽溫度來(lái)確定，所以本文在主凝結(jié)區(qū)的蒸汽凝結(jié)溫度公式（1-1）的基礎(chǔ)上展開(kāi)對(duì)影響真空的因素的研究，具體內(nèi)容如下：1. 影響凝汽器傳熱端差因素一般運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，凝汽器真空每下降l，機(jī)組汽耗會(huì)增加1.5%2.5% ；而傳熱端差每升高1 ，供電煤耗約增加1.5%2.5%。影響凝汽器傳熱端差的因素比較復(fù)雜，主要包括凝汽器傳熱系數(shù)、熱負(fù)荷、清

8、潔系數(shù)、空氣量及冷卻水系統(tǒng)的特性等。2. 影響冷卻水溫升因素冷卻水溫主要決定于循環(huán)倍率，或者說(shuō)，當(dāng)進(jìn)入凝汽器的蒸汽量一定時(shí)，主要決定于冷卻水量。冷卻水量減少，則冷卻水溫增大，真空降低。冷卻水量主要決定于循環(huán)水泵，也可能由其他原因而減小8，例如，凝汽器管板被雜草、木塊、小魚(yú)等堵塞；冷卻水管內(nèi)側(cè)結(jié)垢，流動(dòng)阻力增大；循環(huán)水泵局部故障；循環(huán)水吸水井水位太低，吸不上水等都可能使冷卻水量減少，引起真空降低。3. 影響冷卻水進(jìn)口溫度因素 冷卻水進(jìn)口溫度主要決定于電站所在地的氣候和季節(jié)。用冷卻塔時(shí)還決定于冷卻塔的冷卻效果。4.凝汽器真空度下降的原因及預(yù)防措施排汽真空度對(duì)汽輪機(jī)正常運(yùn)行起著非常重要的作用。真空度

9、下降，會(huì)使汽輪機(jī)的汽耗和最后幾級(jí)葉片的反動(dòng)度增加、軸向推力增大；隨著排汽溫度升高，會(huì)引起汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)中心漂移而產(chǎn)生振動(dòng)，甚至引起汽缸變形及動(dòng)靜間隙增大。如因冷水量不足而引起故障的，還會(huì)導(dǎo)致銅管過(guò)熱而產(chǎn)生振動(dòng)及破裂，縮短凝汽器的使用壽命。以上影響因素是相互關(guān)聯(lián)的，雖然各種因素對(duì)冷端性能的綜合影響不是簡(jiǎn)單的算術(shù)和，特別是嚴(yán)密性和清潔度，但是，基本反映出一種因素對(duì)冷端性能的影響程度。本文通過(guò)對(duì)影響汽輪機(jī)冷端問(wèn)題的分析與研究，通過(guò)查找資料并參考一些電廠的實(shí)際問(wèn)題的解決處理對(duì)問(wèn)題的分析，研究各設(shè)備之間的相互影響,并對(duì)這些資料進(jìn)行分析、整理、總結(jié)，采取綜述的形式完成對(duì)問(wèn)題的研究。3. 影響凝汽器傳熱端差

10、的因素凝汽器傳熱端差值的變化標(biāo)志著凝汽器運(yùn)行狀況的好壞，可作為判別凝汽器運(yùn)行狀態(tài)的依據(jù)。運(yùn)行中端差值越小，則運(yùn)行情況越好機(jī)組的熱效率越高。對(duì)汽輪機(jī)凝汽器傳熱端差存在的問(wèn)題進(jìn)行深入的討論和分析，提出了有針對(duì)性的處理措施，對(duì)汽輪機(jī)凝汽器運(yùn)行中的節(jié)能降耗，有一定意義。3.1 傳熱端差的確定凝汽器的傳熱端差是指凝汽器排汽溫度與冷卻水出口溫度的差值。凝汽器在不同工況下的傳熱端差，可由傳熱方程求得： (2-1)其中：- 凝汽器的冷卻面積 - 自蒸汽至冷卻水的平均總體傳熱系數(shù)可見(jiàn)，傳熱端差與、有關(guān)。設(shè)計(jì)時(shí)，凝汽器的傳熱量一定時(shí)，主要根據(jù)循環(huán)倍率決定，只能按經(jīng)驗(yàn)數(shù)值取定。因此，只有增大才能減小。增大需要增大投

11、資，故也要在汽輪機(jī)組“冷端最佳參數(shù)選擇”任務(wù)中決定。運(yùn)行時(shí)，已定，因此傳熱系數(shù)是影響傳熱端差的主要因素。越大，傳熱端差越小，真空越高。因此，凡影響傳熱系數(shù)的因素，都將影響傳熱端差，從而影響真空。3.2 運(yùn)行中影響凝汽器端差的因素影響凝汽器傳熱端差的因素比較復(fù)雜，主要包括凝汽器傳熱性能、熱負(fù)荷、清潔系數(shù)、空氣量及循環(huán)水系統(tǒng)的特性等。3.2.1 空氣量的原因及措施凝汽器的空氣來(lái)源有二：一是由新蒸汽帶入汽輪機(jī)的，由于鍋爐給水經(jīng)過(guò)除氧，這項(xiàng)來(lái)源極少；二是處于真空狀態(tài)下的各級(jí)與相應(yīng)的回?zé)嵯到y(tǒng)、排汽缸、凝汽設(shè)備等不嚴(yán)密處漏入的，這是空氣的主要來(lái)源。空氣嚴(yán)密性正常時(shí)進(jìn)入凝汽器的空氣量不到蒸汽量的萬(wàn)分之一，雖

12、然少但危害很大。主要是空氣阻礙蒸汽放熱，使傳熱系數(shù)減小，端差增大從而使真空下降7?？諝獾牡诙笪：κ鞘鼓Y(jié)水的過(guò)冷度增大。降低空氣量主要從真空嚴(yán)密性和抽氣器的工作性能考慮7。3.2.1.1 真空嚴(yán)密性 真空嚴(yán)密性差是造成汽輪機(jī)真空低的主要原因，在根據(jù)工程調(diào)試的經(jīng)驗(yàn)，真空系統(tǒng)易泄漏空氣的薄弱環(huán)節(jié)有：（1）凝汽器熱井、低壓加熱器玻璃管水位計(jì)經(jīng)常出現(xiàn)漏點(diǎn)、缺陷，漏入空氣，造成嚴(yán)密性下降。（2）軸封加熱器水位自動(dòng)調(diào)節(jié)失靈導(dǎo)致水位偏低，水封無(wú)法建立，導(dǎo)致空氣漏入。（3）采用迷宮式水封的給水泵，其密封水排至凝汽器，水封無(wú)法有效建立，導(dǎo)致空氣漏入。（4）低壓缸防爆門(mén)、小汽機(jī)排汽管防爆門(mén)、凝汽器入孔門(mén)等也經(jīng)常

13、由于密封不嚴(yán)，或防爆門(mén)出現(xiàn)裂縫，導(dǎo)致空氣漏入。（5）大機(jī)、小機(jī)低壓軸封由于軸封壓力不能滿足需要，造成軸封泄漏，另外，汽封間隙的大小、汽封的完好程度也是造成軸封泄漏的重要因素。（6）凝結(jié)水泵進(jìn)口法蘭、凝泵水封泄漏也經(jīng)常導(dǎo)致凝結(jié)水溶氧不合格。（7）管道安裝。目前的新建機(jī)組，安裝質(zhì)量較好，壓力管道均進(jìn)行水壓試驗(yàn)，真空管道均進(jìn)地灌水試驗(yàn)，由于法蘭，閥門(mén)盤(pán)根等原因?qū)е滦孤┑那闆r較小。（8）部分低壓管道上的疏水閥、排汽閥，關(guān)閉不嚴(yán)，導(dǎo)致真空泄漏。根據(jù)實(shí)際情況及分析研究，可采用以下處理措施：（1）機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中維持軸封系統(tǒng)各疏水U形水封的正常工作。（2）機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中維持好軸封加熱器的正常水位。（3）按設(shè)計(jì)

14、要求調(diào)整汽輪機(jī)軸端汽封間隙，減小軸端漏汽量。（4）運(yùn)行中嚴(yán)格控制低壓汽封供汽壓力、溫度，遇到汽封系統(tǒng)運(yùn)行不正常，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行分析，不可隨意提高汽封供汽壓力、溫度。（5）負(fù)壓部位管道設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮膨脹問(wèn)題，應(yīng)設(shè)有一定長(zhǎng)度的彎頭或膨脹節(jié)。（6）運(yùn)行中應(yīng)盡量避免劇烈工況出現(xiàn)。（7）及時(shí)更換泄漏的閥門(mén)。3.2.1.2 真空系統(tǒng)檢漏方式由于汽輪機(jī)組，尤其是大功率的帶抽汽的供熱式機(jī)組的真空系統(tǒng)較為龐大。漏點(diǎn)的隱蔽性較大，凡是與真空系統(tǒng)相連的負(fù)壓系統(tǒng)都有可能造成泄漏12。影響機(jī)組的嚴(yán)密性在真空系統(tǒng)的技術(shù)和應(yīng)用中，真空系統(tǒng)的泄漏是不可避免的，真空系統(tǒng)檢漏的目的是使系統(tǒng)中的漏氣量小到工藝要求所允許的程度。目前

15、常用的檢漏方法有真空灌水試驗(yàn)21，此時(shí)汽輪機(jī)需停運(yùn)，將水灌滿凝汽器蒸汽空間直至低壓缸汽封洼窩處，并使處于真空狀態(tài)下的所有設(shè)備和管道充水，從而檢查有水滲漏的地點(diǎn)，來(lái)確定其不嚴(yán)密處。在機(jī)組運(yùn)行時(shí)查漏，常采用的方法是使用氦質(zhì)譜檢漏儀進(jìn)行真空檢漏。首先將氦質(zhì)譜檢漏儀的傳感器即吸槍置于真空泵氣水分離器的排氣口，將儀器調(diào)整到所需要的檢漏模式，在懷疑的泄漏部位用噴槍噴吹極少量的氦氣。由于凝汽器的內(nèi)、外壓差，氦氣將通過(guò)漏孔被真空泵抽出并排至大氣。通過(guò)氦質(zhì)譜檢漏儀的吸槍及前級(jí)泵的抽吸作用，氦氣將進(jìn)入到檢漏儀的質(zhì)譜室，在室內(nèi)氣體分子被電離，由于不同的荷質(zhì)比而分離開(kāi)來(lái)。質(zhì)量數(shù)為4的氦離子被收集下來(lái)，離子收集板的電流

16、正比于收集到的氦離子數(shù)，經(jīng)放大后，以漏率值顯示在儀器上。漏率值的大小直接反映了泄漏點(diǎn)的泄漏情況。雖然氦質(zhì)譜檢漏儀可靠、靈敏度高，但是也有其局限性。在目前的機(jī)組安裝中，由于工藝的要求，所有的管道、閥門(mén)均有保溫層和閥門(mén)套，且閥門(mén)、管道的數(shù)量眾多，系統(tǒng)龐大，在不明真空泄漏的情況下進(jìn)行查漏，需將閥門(mén)套及法蘭保溫拆除，工作量很大，有時(shí)也難于取得預(yù)期的效果。此時(shí)就需要輔以一些其他的手段來(lái)縮小查漏范圍。此外，還有鹵素檢漏法和超聲波檢漏法，這兩種都是在機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)下進(jìn)行。因氦氣的分子小滲透力強(qiáng)以及不易和其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)作用，加上氦質(zhì)譜檢漏儀具有靈敏度高、性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，所以氦質(zhì)譜檢漏技術(shù)已成為目前汽輪機(jī)真空系

17、統(tǒng)檢漏的先進(jìn)方法。3.2.1.3 實(shí)例介紹（1）某廠1號(hào)機(jī)組在前期調(diào)試中真空一直很好，在某次升至200MW 負(fù)荷時(shí)，真空突降了1.5，當(dāng)時(shí)機(jī)組情況很穩(wěn)定，也無(wú)操作，排除了認(rèn)為開(kāi)關(guān)閥門(mén)的原因，認(rèn)為可能是低壓系統(tǒng)的法蘭或閥門(mén)產(chǎn)生了泄漏，采用氦質(zhì)譜儀對(duì)防爆門(mén)、人孔門(mén)等容易發(fā)生泄漏的地方進(jìn)行查漏，均未發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。如要對(duì)低壓系統(tǒng)的法蘭進(jìn)行普查，工作量很大。因?yàn)?00MW以上，所有的疏水閥均關(guān)閉，各疏水管道均處于真空狀態(tài)，各連接法蘭均有泄漏的可能。300MW機(jī)組的疏水系統(tǒng)中有兩個(gè)疏水?dāng)U容器，一個(gè)位于凝汽器外，一個(gè)內(nèi)置于凝汽器中，每個(gè)疏水?dāng)U容器上均有四個(gè)疏水集箱。在真空查漏中采用了將一個(gè)疏水集箱上的所有疏水閥

18、全部打開(kāi)，增加集箱中的壓力，使其達(dá)到正壓或減少真空度，同時(shí)觀察真空變化和真空泵電流的變化。通過(guò)這個(gè)方法發(fā)現(xiàn)在內(nèi)置式疏水?dāng)U容器集管上有一未封口管段，通過(guò)詢問(wèn)安裝人員，得知原來(lái)可能是用布堵塞，因此在前一階段未影響真空，在熱脹冷縮的作用下，布塞逐漸松脫，被吸入凝汽器。由于該管段全部被保溫層所封閉，無(wú)法從外面檢查。將該管段處理后，真空有很大的好轉(zhuǎn)。（2）某廠2號(hào)機(jī)組在調(diào)試中真空一直不好，真空嚴(yán)密性試驗(yàn)的結(jié)果一直在0.8l/min左右，嚴(yán)重超標(biāo)。該機(jī)真空有個(gè)特點(diǎn)，機(jī)組的真空隨著負(fù)荷的增加逐漸好轉(zhuǎn)，真空泵電流也變小。200MW時(shí)，真空泵電流為201A左右，而300MW真空泵電流為198199A左右，空氣泄

19、漏量在減小。但是與1號(hào)機(jī)300MW真空泵電流195A相比，還有較大距離。根據(jù)這個(gè)特點(diǎn)認(rèn)為是機(jī)組的低壓部分由于蒸汽壓力的提高，而降低泄漏處的真空度，減少了空氣的泄漏量。采用氦質(zhì)譜檢漏儀對(duì)低壓加熱器及相連的管道進(jìn)行了檢漏。但是未發(fā)現(xiàn)泄漏。一次，在進(jìn)行汽泵A與電泵帶300MW 的試驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)真空提高了1多，且真空泵電流也從兩臺(tái)汽泵帶300MW 時(shí)的198A左右降低到194195A的水平。通過(guò)這個(gè)現(xiàn)象，認(rèn)為可能是汽泵小機(jī)中分面發(fā)生了泄漏，因在進(jìn)行汽泵與電泵帶300MW的試驗(yàn)中，汽泵A出口的給水由正常的540t/h上升660t/h，這也意味著進(jìn)汽量的增大，從而使小汽機(jī)A中分面處的壓力由原來(lái)負(fù)壓改變至正壓

20、，減少了空氣泄漏量。然后通過(guò)氦質(zhì)譜檢漏，發(fā)現(xiàn)A小機(jī)垂直中分面處泄漏量為8E一7水平。隔離A小機(jī)后進(jìn)行真空嚴(yán)密性試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果為0.25/min，達(dá)到了合格的標(biāo)準(zhǔn)。在整套啟動(dòng)前的消缺中，對(duì)小機(jī)A揭缸檢查，發(fā)現(xiàn)垂直中分面錯(cuò)口0.05?？傊?，發(fā)現(xiàn)不正?，F(xiàn)象，及時(shí)查明原因，采取消除措施，確保機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。3.2.1.4 抽汽器抽氣設(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。抽汽設(shè)備分射流式抽氣器和容積式抽氣器。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。抽氣器的工作情況也會(huì)影響凝汽器真空。主要存在兩個(gè)問(wèn)題

21、；一是抽氣能力；二是工作介質(zhì)的物理性質(zhì)。如當(dāng)真空不嚴(yán)密或設(shè)計(jì)不合理，無(wú)法全部抽出凝汽器內(nèi)的不凝結(jié)氣體而引起不凝結(jié)氣體累積。工作介質(zhì)若是冷卻水時(shí)，其夏季的水溫可達(dá)35 以上，而抽水氣室的真空是由水溫決定的(飽和溫度與飽和壓力是一一對(duì)應(yīng)的)，屆時(shí)所能達(dá)到的最高真空也只是冷卻水溫度對(duì)應(yīng)的飽和壓力。過(guò)冷卻度增加的主要原因是漏入的空氣量增加，或抽汽設(shè)備工作狀況變差。當(dāng)均壓箱壓力變化較小時(shí)，漏入的空氣量變化不會(huì)大，過(guò)冷卻度如果上升達(dá)3以上，可以判斷抽汽設(shè)備工作不正常。若工作蒸汽壓力降低，抽氣器工作能力降低，若開(kāi)大進(jìn)氣閥不能解決問(wèn)題，則要檢查噴嘴前的濾網(wǎng)是否被堵塞，當(dāng)排氣管明顯有蒸汽時(shí)，可能是通過(guò)抽氣器的冷

22、卻水量不足，使進(jìn)入冷卻器蒸汽不能充分凝結(jié)，導(dǎo)致冷卻器汽側(cè)壓力增高，射水抽氣器工作水溫對(duì)抽氣量影響很大，在空氣門(mén)全關(guān)的情況下，抽氣器所造成的最低壓力就決定于工作水溫下的飽和壓力，當(dāng)工作水溫升高時(shí)，應(yīng)降低射水池的水溫。射水箱水溫較高，是中小電廠真空度較差的一個(gè)容易忽略的問(wèn)題。射水泵出現(xiàn)故障21，進(jìn)水溫度較高，水箱水位低，水泵出口壓力降低，電流減少，此時(shí)運(yùn)行人員應(yīng)停放故障泵開(kāi)啟水箱水溫，讓水位正常。射水抽氣器出口尾管內(nèi)生銹或結(jié)垢，會(huì)增大阻力，使射水器混合室內(nèi)壓力升高，影響出力。當(dāng)真空嚴(yán)密性實(shí)驗(yàn)確定沒(méi)有漏空氣量時(shí)，抽氣系統(tǒng)工作的失常，抽氣量將降低，導(dǎo)致凝汽器端差增加21，凝結(jié)水含氧量繼續(xù)增加。目前采用

23、的短喉管射水抽氣器效率低，排水管距水箱液面距離短，使射水泵功耗增加，影響射水抽氣器的工作性能；抽氣器管阻增加，導(dǎo)致凝氣器背壓升高。檢驗(yàn)處理的方法：（1）改進(jìn)低效率的抽氣器，將其短喉管加長(zhǎng)或選用其它高效的抽氣器。（2）將射水抽氣器在允許的范圍內(nèi)盡可能提高安裝標(biāo)高，保證排水管距液面有足夠距離。（3）設(shè)計(jì)和安裝抽氣系統(tǒng)空氣管道時(shí)，應(yīng)盡量縮短抽氣管道長(zhǎng)度，加大管徑，減少?gòu)濐^和閥門(mén)數(shù)量。3.2.2 清潔度的原因及措施凝汽器冷卻表面積臟污，凝汽器銅管內(nèi)結(jié)有不同程度的硬垢時(shí)，影響了循環(huán)水流量及其傳熱效果。凝汽器傳熱面的結(jié)垢和污染使傳熱系數(shù)降低，從而使凝汽器端差增大，真空下降。結(jié)垢和污染的來(lái)源分為兩種：即外部

24、污染和內(nèi)部結(jié)垢。3.2.2.1 外部污染對(duì)于開(kāi)式循環(huán)水系統(tǒng)外部污染源主要是水中的泥沙、有機(jī)物及雜質(zhì)；對(duì)于閉式循環(huán)水系統(tǒng)，主要是因循環(huán)水濃縮易結(jié)垢。由于江河水的污染日益嚴(yán)重，特別是水中的塑料薄膜、編織袋等垃圾，吸在濾網(wǎng)上不易被沖洗掉，增加了水阻力，影響循環(huán)水泵正常工作。這些雜物又容易從濾網(wǎng)的縫隙鉆人系統(tǒng)，遮蓋在凝汽器管板上，減少了冷卻面積，同時(shí)還影響膠球清洗正常運(yùn)行。因此，水中垃圾對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)正常工作影響極大。為清除水中垃圾，目前采用濾網(wǎng)和凝汽器反沖洗裝置。為提高凝汽器的清潔度，除控制結(jié)垢和污染的來(lái)源外，目前通常采用機(jī)械或化學(xué)方法清洗凝汽器。其中，最重要的是膠球清洗。廣州球江電廠4臺(tái)300MW機(jī)

25、組，都配有膠球清洗裝置，以前因種種原因未投入使用，1998年7月對(duì)膠球清洗裝置進(jìn)行了完善，使其投入運(yùn)行，使用膠球清洗裝置后，凝汽器真空提高了214。3.2.2.2 內(nèi)部結(jié)垢內(nèi)部結(jié)垢主要是運(yùn)行機(jī)組汽水品質(zhì)控制不嚴(yán)，導(dǎo)致凝汽器汽側(cè)結(jié)垢，降低了傳熱效果。如有些電廠凝汽器出口凝結(jié)水含氧量嚴(yán)重超標(biāo)，為降低凝結(jié)水含氧量，可采用改進(jìn)凝汽器補(bǔ)水方式和采用凝汽器喉部補(bǔ)水霧化設(shè)備等。廣州珠江電廠的4臺(tái)300MW機(jī)組均對(duì)原有凝汽器喉都補(bǔ)水裝置和運(yùn)行方式進(jìn)行改進(jìn)。據(jù)試驗(yàn)測(cè)量結(jié)果表明，凝結(jié)水含氧量下降很多，并嚴(yán)格控制汽水品質(zhì)，大大降低了凝結(jié)水在凝汽器汽倒結(jié)垢的可能性。3.2.2.3 結(jié)垢清洗在凝汽器中，冷卻面結(jié)垢對(duì)真空

26、影響是逐步積累和增強(qiáng)的18，凝汽器結(jié)垢可使凝汽器阻力損失增大，凝汽器的管壁熱阻也由于結(jié)垢使熱阻變大，管壁結(jié)垢增大的熱阻往往會(huì)成為傳熱過(guò)程中的主要熱阻，針對(duì)這個(gè)熱阻采取處理措施，收效應(yīng)最為顯著。在運(yùn)行中對(duì)循環(huán)冷卻水采用經(jīng)過(guò)嚴(yán)格預(yù)處理的廠內(nèi)水，同時(shí)合理安排清洗周期。凝汽器在初期結(jié)垢較松，污泥多，可用機(jī)械清洗法，但這種清洗法需要時(shí)間較長(zhǎng)，且操作時(shí)，需一根根地洗刷，因而勞動(dòng)強(qiáng)度大，易損傷銅管，已很少采用，也可采用干燥法及反沖洗法，但前者需要減負(fù)荷，要求排汽溫度保持在506O，將半面凝汽器停用，放水后打開(kāi)入孔，用風(fēng)扇對(duì)其強(qiáng)迫通風(fēng)，當(dāng)管內(nèi)微生物和軟泥龜裂時(shí)，再恢復(fù)、通水沖走。這種方法耗費(fèi)時(shí)間太長(zhǎng)，只在一定

27、水質(zhì)條件下具有效果，而后者反沖洗，雖說(shuō)不用停機(jī)，但清洗效果不夠理想，因此現(xiàn)在在國(guó)內(nèi)外不少機(jī)組都采用了膠球連續(xù)清洗法，這種方法方便、快捷，而且效果顯著，如果采用帶有4寬的金剛砂的海綿球，能去除銅管中的硬垢。當(dāng)凝汽器結(jié)硬垢后，則可對(duì)凝汽器進(jìn)行酸洗，針對(duì)水垢以碳酸鹽為主，夾雜硅酸鹽、硫酸鹽等，可適當(dāng)選擇如硫酸或鹽酸溶液，但一定要控制濃度、溫度、酸洗時(shí)間，也可適當(dāng)選用氨基磺酸作為主洗劑，濃度約為5%，它能緩慢地對(duì)銅管進(jìn)行清洗，腐蝕速度小于標(biāo)準(zhǔn)1 ，清洗時(shí)加0.5%的酸緩蝕劑，適量的滲透劑，0.2%氫氟酸，水溫在40左右，流速0.1，要循環(huán)清洗，然后用水再?zèng)_洗，并且加工業(yè)磷酸三鈉，由于循環(huán)水含鹽量低，故

28、運(yùn)行一段時(shí)間后，銅管表面可生成一層致密Cu(OH)保護(hù)膜，使銅表面與水隔離抑制腐蝕，清洗后，可大大提高傳熱系數(shù)，真空可相應(yīng)的提高，安全性及經(jīng)濟(jì)性也都能大為提高。3.2.3 凝汽器熱負(fù)荷根據(jù)傳熱學(xué)原理分析，凝汽器性能隨其熱負(fù)荷的增加而降低、隨著凝汽器冷卻面積的增加而有所改善，但是，熱負(fù)荷對(duì)凝汽性能的影響遠(yuǎn)大于冷卻面積的影響。不同冷卻面積下熱負(fù)荷對(duì)凝汽器真空的影響詳見(jiàn)表2-1。對(duì)某引進(jìn)型300MW機(jī)組所配套的16000凝汽器計(jì)算得知：（1）將熱負(fù)荷從當(dāng)前的475MW降低到設(shè)計(jì)值385MW，真空將會(huì)提高12 1.3。（2）假如將凝汽器面積從16000增大到19000，真空提高僅020.4。凝汽器熱負(fù)

29、荷的改變，必然會(huì)引起凝汽器的傳熱端差的變化20。引起凝汽器熱負(fù)荷變化因素很多，除了必然的排氣和供熱機(jī)組供熱量變化外，各級(jí)抽氣疏水，調(diào)節(jié)氣門(mén)前疏水，低加疏水等均接入凝汽器，都可能增加額外熱負(fù)荷，運(yùn)行中應(yīng)盡力避免額外的熱負(fù)荷，以防因此而增加端差。表2-1 凝汽器熱負(fù)荷對(duì)凝汽器壓力的影響（）熱負(fù)荷（MW）冷卻面積（）48943038532216006.846.065.524.8317006.665.905.394.7318006.525.805.304.6619006.415.715.224.60注：冷卻水溫度20，清潔度0.85，冷卻水流量288003.2.4 凝汽器傳熱性能正常運(yùn)行時(shí)凝汽器的排汽

30、壓力與排汽溫度的關(guān)系是飽和蒸汽的壓力和溫度的關(guān)系，也就是說(shuō)凝汽器的排汽壓力是由相應(yīng)的飽和蒸汽溫度來(lái)決定的，而飽和蒸汽的溫度與循環(huán)冷卻水的熱交換程度有關(guān)。所以，凝汽器的傳熱系數(shù)越大，傳熱端差越小，真空越低。以下分析影響傳熱系數(shù)的因素：3.2.4.1蒸汽在管子外壁的凝結(jié)換熱蒸汽冷卻凝結(jié)時(shí)壁面被一層液膜覆蓋，凝結(jié)放出的熱量必須穿過(guò)液膜才能傳到冷卻面，這時(shí)液膜層就成為換熱的主要熱阻。影響凝結(jié)換熱的因素從運(yùn)行角度看主要是不凝結(jié)氣體(UP空氣)，它對(duì)凝結(jié)換熱產(chǎn)生十分有害的影響，即使含量極微。在靠近液膜表面的蒸汽側(cè)，隨著蒸汽的凝結(jié)，蒸汽分壓力減小，不凝結(jié)氣體的分壓力增大。蒸汽在抵達(dá)液膜表面進(jìn)行凝結(jié)前，必須以

31、擴(kuò)散方式穿過(guò)聚積在界面附近的不凝結(jié)氣體層，這是一層原因；此外蒸汽分壓力的下降，使相應(yīng)的飽和溫度下降，減小了凝結(jié)的驅(qū)動(dòng)力，這又是一層原因。3.2.4.2 管子內(nèi)外壁的傳熱清潔銅管的導(dǎo)熱換熱系數(shù)由其材質(zhì)和結(jié)構(gòu)尺寸決定，其熱阻是很小的，然而冷凝器運(yùn)行一段時(shí)間后，換熱面上會(huì)積起水垢、污泥、油污之類的覆蓋物垢層，有時(shí)還由于換熱面與流體的相互作用發(fā)生腐蝕而引起覆蓋物垢層。所有這些覆蓋物都表現(xiàn)為附加熱阻，使導(dǎo)熱換熱系數(shù)減小換熱性能下降。3.2.4.3 對(duì)流換熱的影響因素影響對(duì)流換熱系數(shù)的因素包括影響流動(dòng)的因素及影響對(duì)流換熱熱量傳遞的因素，后者是由物性參數(shù)決定，前者與流速、特征尺寸及物性參數(shù)有關(guān)，而運(yùn)行中能改

32、變的只有流速。3.2.4.4 排除和減小不凝結(jié)氣體的聚集厚度運(yùn)行中要做到把不凝結(jié)氣體盡可能多地從聚集處帶走，從而減小不凝結(jié)氣體的厚度，減小蒸汽的擴(kuò)散阻力，達(dá)到提高傳熱系數(shù)的目的。在實(shí)際運(yùn)行中，由于真空系統(tǒng)不嚴(yán)密，有少量空氣漏入，并且蒸汽中會(huì)有少量的空氣，在凝汽器中，蒸汽中空氣含量可能達(dá)到0.01%，量雖然少，但危害嚴(yán)重。主凝結(jié)區(qū)空氣平均分壓很小，汽水混合物流向冷卻水管，蒸汽在冷卻水管表面凝結(jié)為水膜后滴下流走。在向下流動(dòng)的過(guò)程，在冷卻水管外圍，空氣分壓力逐漸增加，部分蒸汽分子只能通過(guò)擴(kuò)散靠近冷卻水管外側(cè)，從而阻礙蒸汽的凝結(jié)過(guò)程，傳熱系統(tǒng)大大下降，可能從正常的2500j/(m2.s.K)左右下降到

33、2000j/(m2.s.K)以下，使真空下降。到目前為止，設(shè)計(jì)凝汽器用的總體傳熱系數(shù)均按實(shí)驗(yàn)求得的經(jīng)驗(yàn)或經(jīng)驗(yàn)圖表來(lái)確定，都要考慮清潔度、冷卻水溫、管徑、管材等因素。此外，還有冷卻水入口溫度循環(huán)水量和循環(huán)水溫，也影響到傳熱系數(shù)。4. 影響冷卻水溫升的因素分析及措施 凝汽器中，冷卻水由進(jìn)口處的溫度逐漸吸熱上升到出口處的溫度，這之間的溫度升高差為冷卻水溫升，它反映了凝汽器的換熱能力。根據(jù)凝汽器的熱平衡方程式有： （3-1）式中 - 凝汽器中的蒸汽比焓和凝結(jié)水比焓 - 進(jìn)入凝汽器的蒸汽量與冷卻水量當(dāng)進(jìn)入凝汽器的蒸汽量一定時(shí)，主要決定于冷卻水量。冷卻水量減少，則冷卻水溫增大，真空降低。冷卻水量主要決定于

34、循環(huán)水泵即循環(huán)水量，也可能管路或虹吸井的影響。4.1 循環(huán)水泵大機(jī)組的循環(huán)水泵有軸流式和混流式兩種形式，與300MW機(jī)組配套的循環(huán)水泵基本上為大型立式混流泵，有些采用定速不可調(diào)葉片的循環(huán)水泵。在機(jī)組運(yùn)行中或停機(jī)后進(jìn)行調(diào)整，以改變循環(huán)水泵的特性，從而改變循環(huán)水量，來(lái)滿足運(yùn)行的要求。正常運(yùn)行中，凝汽器內(nèi)實(shí)現(xiàn)著穩(wěn)定、平衡、連續(xù)的熱交換過(guò)程，汽輪機(jī)每一時(shí)刻的排汽全部在凝汽器內(nèi)凝結(jié)成水，而凝結(jié)過(guò)程中所釋放的熱量則全部被循環(huán)環(huán)水所吸收，對(duì)應(yīng)不同的熱負(fù)荷和冷卻水溫度，其最佳冷卻水量也不同。循環(huán)水泵運(yùn)行方式是否合理，主要取決于汽輪機(jī)的微增出力與循環(huán)水泵耗功之問(wèn)的關(guān)系，當(dāng)能尋求到循環(huán)水泵耗功與微增出力之差為最佳

35、值時(shí)，循環(huán)水泵的運(yùn)行方式才是合理的。目前，大多數(shù)電廠不論機(jī)組負(fù)荷大小和冷卻水溫度高低，均采用一機(jī)二泵運(yùn)行方式，這種運(yùn)行方式既浪費(fèi)電能，又使廠用電率增高，極不經(jīng)濟(jì)。4.2 循環(huán)水量 循環(huán)水量直接影響汽輪機(jī)排汽的凝結(jié)17，凝結(jié)的程度又影響到凝汽器的真空。下表為300MW機(jī)組以上凝汽器類型在額定工況下需要的冷卻水量。凝汽器系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)水量的需要值與機(jī)組負(fù)荷、凝汽器的類型和循環(huán)水進(jìn)水溫度有關(guān)，通常是用循環(huán)水的溫升來(lái)監(jiān)視。3-1 凝汽器的類型和需要的循環(huán)水序 號(hào)凝汽器型號(hào)機(jī)組功率冷卻面積冷卻水設(shè)計(jì)溫度MW1N-153203001532024.52N-1500030015000203N-1323030013

36、230204N-1725035017250205N-400006004000020當(dāng)真空急劇下降的同時(shí)，循環(huán)水進(jìn)水壓力亦急劇下降，出口虹吸降至零，表示循環(huán)水中斷，真空下降，循環(huán)水進(jìn)水壓力下降，凝結(jié)水流量不變，但循環(huán)水溫升增大，表示循環(huán)水量減少，若伴隨有單個(gè)循環(huán)水泵電流到零，若循環(huán)水泵跳閘，失電；循環(huán)水泵電流晃動(dòng)，可能是進(jìn)水不暢，或出口濾網(wǎng)阻塞，或出水門(mén)芯掉落，此外，還應(yīng)檢查鄰機(jī)有無(wú)增加用水量的操作，凡循環(huán)水量減少造成真空下降，系統(tǒng)有備用循環(huán)水泵時(shí)，都應(yīng)啟動(dòng)備用循環(huán)水泵，真空逐漸下降，循環(huán)水泵和系統(tǒng)不變，循環(huán)水壓力上升，凝結(jié)水流量不變時(shí)，循環(huán)水溫升增大，則可能是凝汽器二次網(wǎng)阻塞引起，此時(shí)應(yīng)進(jìn)行凝

37、汽器清掃。真空下降，出口虹吸晃動(dòng)，凝結(jié)水流量不變時(shí)，循環(huán)水溫升增大，可能是循環(huán)水虹吸破壞不嚴(yán)重造成，進(jìn)水壓力低，出水側(cè)真空部位，漏空氣等，可能引起虹吸破壞，循環(huán)水虹吸嚴(yán)重破壞時(shí)，虹吸到零，溫升增大和真空下降的幅度都較大。對(duì)于兩臺(tái)機(jī)組并列運(yùn)行的循環(huán)水系統(tǒng)，當(dāng)某側(cè)凝汽器的循環(huán)水虹吸破壞后，母管壓力雖會(huì)升高，但大部分水都跑到虹吸正常的凝汽器去了，這種系統(tǒng)嚴(yán)重的虹吸破壞也有可能造成該路循環(huán)水?dāng)嗨?。一個(gè)電廠投入生產(chǎn)后，設(shè)備都已固定，但由于各環(huán)境的不同，在各個(gè)不同工況下有著不同的最佳運(yùn)行真空和傳熱端差，生產(chǎn)中必然以實(shí)際的最佳真空和傳熱端差來(lái)指導(dǎo)運(yùn)行調(diào)整；特別是在進(jìn)水溫度較高的條件下，更為重要。改變冷卻水

38、量的方法除了進(jìn)水量充足和泵的最佳工作性能外，還可以通過(guò)冷卻水系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)行或增加備用泵運(yùn)行等方法14。如采用定轉(zhuǎn)速葉片角度可調(diào)循環(huán)水泵的運(yùn)行方式，在可調(diào)葉片角度的系統(tǒng)中，可根據(jù)實(shí)際需要調(diào)整葉片角來(lái)滿足冷卻水量的要求。電廠冷卻水工作多以低揚(yáng)程大流量而設(shè)計(jì)的，運(yùn)行中多以冷卻出水門(mén)配合調(diào)整最佳進(jìn)水壓力和出口虹吸的，當(dāng)必須增加冷卻水量而開(kāi)大出水門(mén)的同時(shí)，要適當(dāng)提高進(jìn)水壓力，保證最佳進(jìn)出水壓差和虹吸，不可出現(xiàn)出口閥開(kāi)太大引起進(jìn)水補(bǔ)充水足而虹吸破壞。4.3 冷卻水流速凝汽器冷卻水在設(shè)備中的換熱過(guò)程主要是以對(duì)流換熱為主，而對(duì)流換熱與冷卻水流速有著很大的關(guān)系，冷卻水流速主要決定于設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)值，包括冷卻水系統(tǒng)

39、的設(shè)計(jì)、冷卻水壓力的范圍、冷卻管束的合理冷卻面積和排列方式以及管束的選材和幾何形狀等。實(shí)際運(yùn)行中是調(diào)整冷卻水量、冷卻水壓力和虹吸作用的，這要靠一定的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)。5. 冷卻水進(jìn)口溫度 冷卻水的進(jìn)口溫度主要決定于電站所在地的氣候和季節(jié)。冬季冷卻水進(jìn)口溫度低，主凝結(jié)區(qū)的蒸汽凝結(jié)溫度也低，真空高；夏季水進(jìn)口溫度高，主凝結(jié)區(qū)的蒸汽凝結(jié)溫度也高，真空低。用冷卻塔時(shí)，冷卻水的進(jìn)口溫度還決定于冷卻塔的冷卻效果。氣候和季節(jié)是我們無(wú)法左右的，我們只有通過(guò)冷卻塔來(lái)進(jìn)一步達(dá)到理想的進(jìn)口溫度。5.1 冷卻塔簡(jiǎn)介冷卻塔是火電廠的重要輔助生產(chǎn)設(shè)備，是通過(guò)空氣與水接觸，進(jìn)行熱、質(zhì)傳遞，將水冷卻的設(shè)備。其工作過(guò)程就是把火電

40、廠汽輪機(jī)末端的排汽在凝結(jié)成水的過(guò)程中所要散發(fā)出的大量熱釋放到大氣中，并以較高的冷卻效率，使凝結(jié)水獲得較低的水溫。電廠冷卻塔的任務(wù)是把火電廠汽輪機(jī)末端的排氣在凝結(jié)成水的過(guò)程中所散發(fā)的大量熱量釋放到環(huán)境中，并以較高的冷卻效率，使凝結(jié)水獲得較低的水溫。一般來(lái)說(shuō)凝結(jié)水的溫度越低，汽輪機(jī)的熱效率越高，反之不僅會(huì)影響汽輪機(jī)的熱效率，甚至?xí)＜捌啓C(jī)運(yùn)行的安全性。因此，冷卻塔的冷卻效率直接影響火電廠運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。5.2 影響冷卻塔性能原因作為電廠熱力循環(huán)中的重要輔助設(shè)備，冷卻塔的性能直接關(guān)系到電廠的經(jīng)濟(jì)效益。性能優(yōu)良的冷卻塔可使機(jī)組在最小的能耗下輸出最大的功率，是保證汽輪機(jī)具有較高熱效率、安全運(yùn)行及

41、滿負(fù)荷發(fā)電的先決條件。5.2.1 淋水填料的原因 循環(huán)水散熱過(guò)程與塔內(nèi)空氣分布、水分布和淋水填料的性能密切相關(guān)，淋水填料的優(yōu)劣直接影響冷卻塔的運(yùn)行效果。不同的淋水填料因其熱力性能和阻力特性的差異，具有不同的冷卻能力。填料有如下特性： （1）幾何形狀相同的填料在厚度和間距不同時(shí)，水溫相差0.420.47。（2）填料形狀對(duì)水溫的影響達(dá)1.14。（3）塑料填料換熱性能優(yōu)于水泥格網(wǎng)板。因此選擇性能優(yōu)良的淋水填料能降低出水塔水溫且使通風(fēng)阻力較小。無(wú)論是順流還是逆流的冷卻塔改換高性能的薄膜填料能導(dǎo)致冷卻水溫降低58，相當(dāng)于提高50%的冷卻能力或更多。5.2.2 淋水密度的原因淋水密度是指單位面積淋水填料所

42、通過(guò)的冷卻水量，它也是影響冷卻塔出塔水溫的主要因素之一。由于運(yùn)行方式不當(dāng)、維修不及時(shí)造成噴嘴堵塞、損壞，填料破損及生長(zhǎng)藻類，致使換熱面積相對(duì)減少，造成出塔水溫發(fā)生變化。5.2.3 循環(huán)水流量對(duì)冷卻塔性能的原因影響冷卻塔傳熱性能的另一個(gè)重要參數(shù)是循環(huán)水量。增加循環(huán)水量有益于凝汽器側(cè)熱交換，可提高汽輪機(jī)的效率；但對(duì)于冷卻塔來(lái)說(shuō)，當(dāng)出塔空氣的相對(duì)濕度未達(dá)到飽和時(shí)，增加循環(huán)水量，可使出塔空氣逐漸趨于飽和，此時(shí)若繼續(xù)增加循環(huán)水量，過(guò)量熱水放出的熱量已無(wú)法被空氣吸收，出塔水溫反而很快升高，且增加循環(huán)水量還需要多消耗泵的功率。降低機(jī)組效率。實(shí)際上是以循環(huán)水泵耗功來(lái)補(bǔ)償冷卻塔出口水溫的，循環(huán)水量不能無(wú)限增加，

43、應(yīng)選擇一個(gè)最佳值。5.3 冷卻塔應(yīng)該注意的問(wèn)題開(kāi)式循環(huán)的凝汽器循環(huán)水進(jìn)水溫度一般是由環(huán)境因素決定，個(gè)別電廠則受到循環(huán)水出水回流的影響。隨著電力工業(yè)的發(fā)展和環(huán)保要求的提高，采用閉式循環(huán)冷卻塔運(yùn)行的機(jī)組在南方電廠也有所增加。而采用閉式循環(huán)冷卻塔運(yùn)行的機(jī)組，在環(huán)境溫度低于設(shè)計(jì)值時(shí)，往往由于冷卻塔冷卻效果差，使循環(huán)水入口溫度達(dá)不到設(shè)計(jì)值比較普遍，從而影響凝汽器真空。凝汽器運(yùn)行背壓與冷卻水溫密切相關(guān)，對(duì)機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性影響也更為直觀。目前運(yùn)行的機(jī)組中，由于冷卻塔性能限制，采用閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的機(jī)組較采用開(kāi)式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的機(jī)組背壓普遍偏高。對(duì)300MW機(jī)組冷卻塔曾在一些電廠做過(guò)性能試驗(yàn)，各冷卻塔冷卻效

44、果差異較大，其原因及影響因素較多。如填料的選擇及性能、填料的高度設(shè)計(jì)、塔的阻力、塔周?chē)h(huán)境對(duì)塔通風(fēng)的影響，噴濺裝置的性能及安裝、塔的面積和淋水密度分布不均等。有的冷卻塔對(duì)防止污染重視不夠，特別是微生物污染較嚴(yán)重，影響了塔的冷卻效果。冷卻塔選用、設(shè)置、管道設(shè)計(jì)、施工不當(dāng),都能導(dǎo)致冷卻塔運(yùn)行不良。這些問(wèn)題有時(shí)是單一存在的,有時(shí)是錯(cuò)綜交結(jié)一起的,工程實(shí)踐中要具體問(wèn)題具體分析。除了以上的技術(shù)措施,平時(shí)的保養(yǎng)和清潔亦很重要。無(wú)論冷卻塔是新購(gòu)買(mǎi)的或經(jīng)過(guò)一段時(shí)期停用,需先清洗及檢查各部位,運(yùn)轉(zhuǎn)部位更必須詳細(xì)檢查清楚始可開(kāi)動(dòng)。只有這樣,方能保證冷卻塔的良好運(yùn)行。冷卻塔做為發(fā)電廠重要的輔助設(shè)備,它的熱力性能直接

45、關(guān)系到發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)效益,它是保證汽輪機(jī)具有較高的熱效率,安全運(yùn)行及滿負(fù)荷運(yùn)行的前提條件。冷卻塔性能下降對(duì)機(jī)組經(jīng)濟(jì)性影響是相當(dāng)可觀的,對(duì)于300MW機(jī)組而言,冷卻塔出口水溫升高1,效率降低0.23% ,煤耗增加0.798,熱耗增加23.39 ,因此,加強(qiáng)冷卻塔的性能檢測(cè)和檢查維護(hù),適時(shí)改造設(shè)備和調(diào)整參數(shù),保持冷卻塔良好的熱力性能,極大地有利于機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。在冷卻塔的運(yùn)行中，最重要的是檢查冷卻塔熱力性能是否正常，加強(qiáng)運(yùn)行維護(hù)，調(diào)整到最佳工況，使機(jī)組能經(jīng)濟(jì)運(yùn)行19。 為使冷卻塔能在最佳狀態(tài)下運(yùn)行，一方面應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)督維護(hù)，對(duì)引起性能下降的諸多要素逐條加以分析，建立完善的考核制度，選擇維護(hù)費(fèi)用最低的

46、、而性能高的冷卻塔運(yùn)行方式；另一方面，應(yīng)對(duì)那些因長(zhǎng)期運(yùn)行造成其性能下降的或因設(shè)計(jì)造成的冷卻塔出力不足，應(yīng)考慮進(jìn)行技術(shù)改造，以提高其冷卻性能。6. 真空下降的常見(jiàn)原因及預(yù)防措施汽輪機(jī)凝汽器真空高低直接對(duì)機(jī)組的經(jīng)濟(jì)、安全、可靠運(yùn)行有著重大影響。不論是新還是老機(jī)組，在正常運(yùn)行中，汽輪機(jī)設(shè)備真空變低，通常發(fā)生的較為緩慢地下降，個(gè)別情況真空急劇下降，此時(shí)汽輪機(jī)必須立即按規(guī)定降負(fù)荷隨后檢查設(shè)備及系統(tǒng)，判斷急劇下降的原因，并消除它。真空急劇下降的原因很多，但現(xiàn)象明顯，故不難于查尋，再者真空急劇下降的情況較少，而真空緩慢下降才是帶有普遍性的問(wèn)題。現(xiàn)對(duì)汽輪機(jī)正常運(yùn)行中，較為常見(jiàn)的凝結(jié)器真空緩慢下降的表征、原因與

47、處理方法,總結(jié)如下：6.1 機(jī)組啟動(dòng)中造成凝結(jié)器真空緩慢下降的原因在汽輪機(jī)組正常運(yùn)行中，造成凝結(jié)器真空緩慢下降的原因有多方面主要有以下五點(diǎn)：6.1.1汽輪機(jī)軸封壓力不正常 （1）表征：機(jī)械真空表、真空自動(dòng)記錄表的指示值下降、汽輪機(jī)的排汽缸溫度的指示值會(huì)上升。 （2）原因：在機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程中，若軸封供汽壓力不正常，則凝結(jié)器真空值會(huì)緩慢下降，當(dāng)軸封壓力低時(shí)，汽輪機(jī)高、低壓缸的前后軸封會(huì)因壓力不足而導(dǎo)致軸封處倒拉空氣進(jìn)入汽缸內(nèi)，使汽輪機(jī)的排汽缸溫度升高，凝結(jié)器真空下降。而造成軸封壓力低的原因可能是軸封壓力調(diào)節(jié)伐故障；軸封供汽系統(tǒng)上的閥門(mén)未開(kāi)或開(kāi)度不足。 （3）處理：當(dāng)確證為軸封供汽壓力不足造成凝結(jié)器真

48、空為緩慢下降時(shí)，值班員必須立即檢查軸封壓力、汽源是否正常，在一般情況下，只需要將軸封壓力調(diào)至正常值即可。若是因軸封汽源本身壓力不足，則應(yīng)立即切換軸封汽源，保證軸封壓在正常范圍內(nèi)即可，若是無(wú)效，則應(yīng)該進(jìn)行其它方面檢查工作。6.1.2 凝結(jié)器熱水井水位升高（1）表征：機(jī)械真空表、真空自動(dòng)記錄表、汽輪機(jī)的排汽缸溫度的指示值下降、而凝結(jié)器電極點(diǎn)、就地玻管水位計(jì)值會(huì)上升。（2）原因：凝結(jié)器的熱水井水位過(guò)高時(shí)，淹沒(méi)凝結(jié)器銅管或者凝結(jié)器的抽汽口，則導(dǎo)致凝結(jié)器的內(nèi)部工況發(fā)生變化，即熱交換效果下降，這時(shí)真空將會(huì)緩慢下降。而造成凝結(jié)器的熱水井水位升高的原因可能是除鹽水補(bǔ)水量過(guò)大；機(jī)組#4低加凝結(jié)水排水不暢；凝結(jié)水

49、系統(tǒng)上的閥門(mén)開(kāi)度不足造成的。 （3）處理：當(dāng)確證為凝結(jié)器的熱水井水位升高造成凝結(jié)器真空為緩慢下降時(shí)，值班員必須立即檢查究竟是什么原因使凝結(jié)器真水位上升，迅速想辦法將凝結(jié)水位降至正常水位值。6.1.3 凝結(jié)器循環(huán)水量不足 （1）表征：機(jī)械真空表、真空自動(dòng)記錄表的指示值會(huì)下降，汽輪機(jī)的排汽缸溫度的指示值上升，凝結(jié)器循環(huán)水的進(jìn)、出口會(huì)波動(dòng)，凝結(jié)器循環(huán)水的進(jìn)、出口水溫度會(huì)發(fā)生變化（進(jìn)口溫度正常，出口溫度升高）。 （2）原因：當(dāng)循環(huán)水量不足時(shí)，汽輪機(jī)產(chǎn)生的泛汽在凝結(jié)器中被冷的量將減小，進(jìn)而使排汽缸溫度上升，凝結(jié)器真空下降，造成循環(huán)水量不足的原因可能是循環(huán)水泵發(fā)生故障；循環(huán)水進(jìn)水間水位低引起循環(huán)水泵汽化，

50、使循環(huán)水量不足；機(jī)組凝結(jié)器兩側(cè)的進(jìn)、出口電動(dòng)門(mén)未開(kāi)到位；在凝結(jié)器通循環(huán)水時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)的空氣未排完。（3）處理：當(dāng)確證為凝結(jié)器循環(huán)水量不足造成凝結(jié)器真空為緩慢下降時(shí)，值班員應(yīng)迅速匯報(bào)班長(zhǎng)，同時(shí)，聯(lián)系循環(huán)水泵人員檢查循泵運(yùn)行是否正常，進(jìn)水間水位是否正常。迅速到就地檢查機(jī)組凝結(jié)器的兩側(cè)進(jìn)、出口電動(dòng)門(mén)是否已經(jīng)開(kāi)到位，兩側(cè)進(jìn)、出口壓力是否波動(dòng)。6.1.4 處于負(fù)壓區(qū)域內(nèi)的閥門(mén)狀態(tài)誤開(kāi)（或誤關(guān)） （1）表征：機(jī)械真空表、真空自動(dòng)記錄表、汽輪機(jī)的排汽缸溫度的指示值下降，發(fā)生的時(shí)間之前，值班人員正好完成與真空系有關(guān)操作項(xiàng)目。 （2）原因：由于機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程中，人員操作量大，在此過(guò)程中難免會(huì)發(fā)生操作漏項(xiàng)或是誤操作的

51、情況，這是造成此類真空下降的主要原因。（3）處理：當(dāng)確證為處于負(fù)壓區(qū)域內(nèi)的閥門(mén)狀態(tài)誤開(kāi)（或誤關(guān)）造成凝結(jié)器真空為緩慢下降時(shí)，值班人員應(yīng)迅速將剛才所進(jìn)行過(guò)的操作恢復(fù)即可。6.1.5 軸封加熱器滿水或無(wú)水 （1）表征：機(jī)械真空表、真空自動(dòng)記錄表的指示值會(huì)下降，汽輪機(jī)的排汽缸溫度的指示值上升，若是軸封加熱器滿水，則汽輪機(jī)的高、低壓缸前、后軸封處會(huì)大量冒白汽，而此時(shí)軸封壓力會(huì)上升，嚴(yán)重時(shí)，造成軸封加熱器的排汽管積水，使軸封加熱器工況發(fā)生變化，導(dǎo)致真空下降；若是軸封加熱器無(wú)水，則大量的軸封用汽在軸封加熱器中未進(jìn)行熱交換就直接排入凝結(jié)器內(nèi)，增加了凝結(jié)器的熱負(fù)荷，導(dǎo)致真空下降。 （2）原因：在機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程中

52、，由于調(diào)整不當(dāng)或是軸封系統(tǒng)本身的原因使軸封加熱器滿水或是無(wú)水，將導(dǎo)致凝結(jié)器真空下降，造成軸封加熱器滿水或是無(wú)水的原因可能是軸封加熱器銅管泄漏；軸封加熱器至凝結(jié)器熱水井的疏水門(mén)開(kāi)度不足，或是疏水門(mén)故障；抽汽逆止門(mén)的回水門(mén)開(kāi)度過(guò)大；軸封加熱器汽側(cè)進(jìn)、出口門(mén)開(kāi)度不足，疏水量減少，使軸封加熱器無(wú)水。（3）處理：當(dāng)確證為軸封加熱器滿水或無(wú)水造成凝結(jié)器真空為緩慢下降時(shí)，司機(jī)迅速通知副司機(jī)檢查軸封加熱器的水位是否正常，若是滿水則開(kāi)啟軸封加熱器汽側(cè)排汽管上的放水門(mén)排水至有蒸汽流出為止，同時(shí)檢查軸封加熱器的汽側(cè)疏水門(mén)是否已達(dá)全開(kāi)位置。若是軸封加熱器無(wú)水，則將軸封加熱器的水位調(diào)至1/2即可。 在汽輪機(jī)機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程

53、中，經(jīng)常碰到的凝結(jié)器真空緩慢下降的原因就是這種。當(dāng)然，這不是絕對(duì)的，但是應(yīng)該遵循這樣的原則：當(dāng)凝結(jié)器真空緩慢下降時(shí)，值班員應(yīng)根據(jù)有關(guān)儀表，表征，工況進(jìn)行綜合判斷，然后進(jìn)行相應(yīng)的處理。6.2 機(jī)組正常運(yùn)行中凝結(jié)器真空緩慢下降的原因6.2.1 射水池的水溫升高，抽氣器工作失常 （1）表征：凝結(jié)器的真空值與某時(shí)期相比較有所下降，或早晚間真空值存在差值。若用電子測(cè)溫儀或用手摸射水池水時(shí)，水溫偏高，射水抽氣器的下水管的溫度也同樣偏高。 （2）原因：在汽輪機(jī)機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中，由于季節(jié)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(huì)發(fā)生汽化現(xiàn)象，從而使抽氣工作失常，凝結(jié)器中的不能凝結(jié)氣體不能及時(shí)排

54、出，導(dǎo)致真空下降。造成射水池水溫上升的原因可能是夏季環(huán)境溫度引影響；熱力系統(tǒng)內(nèi)有熱源排入射水池內(nèi)，使水溫升高。（3）處理：當(dāng)確證為射水池水溫升高造成凝結(jié)器真空緩慢下降時(shí)，適當(dāng)開(kāi)啟射水池補(bǔ)水門(mén)進(jìn)行射水池?fù)Q水工作，降低水溫。必要時(shí)檢查熱力系統(tǒng)與其相關(guān)連的閥門(mén)是否關(guān)閉嚴(yán)密，即可。6.2.2 軸封加熱器排汽管積水嚴(yán)重 （1）表征：當(dāng)排汽管積水時(shí)，軸封加熱器排汽管的外壁溫度偏低，嚴(yán)重時(shí)，高、低壓缸前后軸封處會(huì)大量冒白汽，這時(shí)，機(jī)組凝結(jié)器真空開(kāi)始緩慢下降。（2）原因：當(dāng)軸封加熱器排汽管積水時(shí)，使排汽的通流面積減少，軸封供汽系統(tǒng)工作失常，導(dǎo)致真空下降。造成軸封加熱器排汽管積水的原因可能是軸封加熱器水位升高；

55、排汽至射水抽氣器下水管上的閥門(mén)故障；軸封蒸汽母管帶水；季節(jié)變化（如天氣變冷）。 （3）當(dāng)確證為軸封加熱器排汽管積水造成凝結(jié)器真空緩慢下降時(shí)，機(jī)組人員應(yīng)迅速地將軸封排汽母管上的放水門(mén)全開(kāi)，進(jìn)行排水工作，直至水排完為止。必要時(shí)開(kāi)啟軸封母管端頭疏水門(mén)排水，即可。6.2.3 凝結(jié)器汽側(cè)抽氣管積水 （1）表征：當(dāng)凝結(jié)器汽側(cè)空氣管積水時(shí)，凝結(jié)器甲、乙汽側(cè)空氣管的管壁及腔室疏水管的管壁的溫度相對(duì)于正常時(shí)約低，而射水抽氣處抽氣器的外壁溫度則相對(duì)升高。 （2）原因：當(dāng)凝結(jié)器汽側(cè)空氣管積水時(shí)，使抽氣器空氣管的通流面積相對(duì)減小，導(dǎo)致凝結(jié)器真空緩慢下降。造成凝結(jié)器汽側(cè)空氣管積水的原因可能是機(jī)組啟動(dòng)時(shí)，抽氣器空氣管疏水

56、不及時(shí)；季節(jié)變化（如天氣變冷）；抽氣器倒拉水進(jìn)入空氣管。 （3）處理：當(dāng)確證為凝結(jié)器汽側(cè)空氣管積水造成凝結(jié)器真空緩慢下降時(shí)，機(jī)組人員應(yīng)迅速匯報(bào)班、值長(zhǎng)，然后進(jìn)行凝結(jié)器空氣管拉水工作。此項(xiàng)工作不是經(jīng)常進(jìn)行的，因此，應(yīng)做好相應(yīng)的安全措施之后，再開(kāi)始進(jìn)行操作，具體的方法是：匯報(bào)值長(zhǎng)同意，若機(jī)組負(fù)荷為100MW則適當(dāng)將負(fù)荷減至80MW運(yùn)行，記錄工作前的有關(guān)參數(shù)（真空、排汽溫度、軸封壓力等）；緩慢關(guān)閉該機(jī)組運(yùn)行中的射水抽氣器空氣門(mén)，注意真空下降的程度，必要時(shí)適當(dāng)將機(jī)組負(fù)荷減少部分；當(dāng)空氣門(mén)關(guān)完之后，稍開(kāi)真空破壞門(mén)停留時(shí)間不超過(guò)60秒，緊接著又迅速關(guān)閉真空破壞門(mén)；迅速將射水抽氣器空氣門(mén)全開(kāi)，恢復(fù)至正常狀態(tài)

57、；匯報(bào)值長(zhǎng)，將機(jī)組負(fù)荷加至100MW運(yùn)行即可。6.2.4 凝結(jié)水位升高（1）表征：凝結(jié)器電極點(diǎn)、就地玻管水位計(jì)指示升高，凝結(jié)水泵出口壓力升高，運(yùn)行的凝結(jié)水泵電流升高達(dá)極限值。凝結(jié)水過(guò)冷度增大。 （2）原因：在正常運(yùn)行中，造成機(jī)組的凝結(jié)器水位升高的原因可能是除鹽水補(bǔ)水量過(guò)大；凝結(jié)器銅管泄漏；凝結(jié)水再循環(huán)電動(dòng)門(mén)誤開(kāi)或關(guān)不到位；低壓加熱器疏水泵出口壓力過(guò)高和除氧器壓力過(guò)高（排擠凝結(jié)水）。（3）處理：當(dāng)確證為凝結(jié)水位升高造成凝結(jié)器真空緩慢下降時(shí)，值班員應(yīng)迅速查明造成凝結(jié)器水位升高的原因，將凝結(jié)器水位降低即可。6.2.5 工作過(guò)程中發(fā)生失誤造成凝結(jié)器真空緩慢下降（1）表征：類似的情況發(fā)生時(shí)，凝結(jié)器真空機(jī)械真空、自動(dòng)記錄表的指示值下降速度會(huì)出現(xiàn)兩種象征：凝結(jié)器真空緩慢下降，汽輪機(jī)的排汽缸溫度上升，凝結(jié)器電極點(diǎn)水位計(jì)的指示值上升，凝結(jié)水泵電流和凝結(jié)水母管壓力會(huì)升高；凝結(jié)器真空急劇下降時(shí)，汽輪機(jī)的排汽缸