熱電廠(chǎng)汽輪機組真空度降低原因分析及處理

　　分析了農一師電力公司熱電廠(chǎng)2×12MW汽輪機凝汽器真空度下降的原因，分別針對抽氣系統故障、循環(huán)水系統影響、凝汽器內管結垢問(wèn)題等進(jìn)行了分析和部件拆檢，認為凝汽器內管結垢及循環(huán)水水質(zhì)、水量是主要的影響因素。通過(guò)逐項處理，取得了良好效果。最后提出以TP316L不銹鋼管取代銅管，可以提高機組運行周期。

　　農一師電力公司熱電廠(chǎng)一期工程規模為2×12MW，1996年10月投產(chǎn)，2000年增建了一臺65t/h鏈條爐。因此，熱電廠(chǎng)現擁有1#、2#兩套12MW發(fā)電機組，兩臺75t/h煤粉爐和一臺65t/h鏈條爐。其中：1#汽輪發(fā)電機組的汽機型號為N12-3.43-1，發(fā)電機型號為QF2-12-2(凝汽式汽輪機);2#汽輪發(fā)電機組的汽機型號為C12-3.43/0.98，發(fā)電機型號為QF2-12-2(抽汽式汽輪機)。目前汽輪機的真空表指示呈現出降低狀態(tài)，在調節汽門(mén)開(kāi)度不變的情況下，汽輪機的負荷降低，發(fā)電效率下降，嚴重影響熱電廠(chǎng)的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟效益。針對上述情況，全廠(chǎng)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行了細致的分析，并進(jìn)行了全面檢查和修復。

1、原因分析

　　凝汽器真空度是汽輪機運行的重要指標，也是反映凝汽器綜合性能的一項主要考核指標。凝汽器的真空水平對汽輪發(fā)電機組的安全性、可靠性、穩定性和經(jīng)濟性有著(zhù)直接影響。引起汽輪機凝汽器真空度下降的原因不外乎內因和外因兩種。內因包括凝汽器滿(mǎn)水(或水位升高)、凝汽器結垢或腐蝕，傳熱惡化、凝汽器水側泄漏、凝汽器真空系統不嚴密，汽側泄漏導致空氣涌入等;外因如循環(huán)水量中斷或不足、循環(huán)水溫升高、后軸封供汽中斷、抽氣器故障等。

　　1.1、凝汽器內管結垢

　　凝結器端差達到0.05MPa，凝結器效率大大下降。打開(kāi)凝汽器水室端蓋檢查時(shí)發(fā)現，凝汽器銅管堵塞嚴重，特別是在凝汽器出水側，約30%的銅管存在結垢堵塞現象，主要為硅酸鹽和碳酸鹽垢質(zhì)。結垢不僅阻礙了循環(huán)水的暢通，也嚴重影響換熱效果。

　　1.2、抽氣系統故障

　　射水抽氣器是汽輪機抽真空系統的抽氣裝置，經(jīng)檢查發(fā)現均壓箱及抽氣門(mén)等處存在漏氣現象，真空系統嚴密性欠佳。對射水抽氣系統的拆檢中發(fā)現，水室、噴嘴、混合室、逆止閥及擴散管有結垢，影響了抽汽器效率。

　　1.3、循環(huán)水水質(zhì)和溫度的影響

　　熱電廠(chǎng)采用的是開(kāi)放式天然湖泊水源水循環(huán)冷卻系統，拆檢中發(fā)現，循環(huán)水系統濾網(wǎng)積累了大量污物，部分穿過(guò)濾網(wǎng)，堵塞了凝汽器銅管入口，影響真空度和換熱效率。另外，夏季水溫升高，有時(shí)高達25℃，凝汽器換熱效率大大減低，真空值下降，保持在-0.078MPa都很難，不能滿(mǎn)負荷發(fā)電。

2、處理方案

　　2.1、抽氣系統處理

　　真空系統的嚴密性是影響汽輪機組年運行小時(shí)、停機率，大修率的重要因素之一。真空系統不嚴密漏氣量增多時(shí)，表現的主要現象是：汽輪機排氣溫度與凝汽器出口循環(huán)水溫的差值增大、凝結水過(guò)冷卻度增大，等。本廠(chǎng)采用了停機后灌水檢漏的處理措施，對部分密封不嚴的地方均進(jìn)行了處理，對2臺汽輪機組射水抽氣系統的4臺射水泵進(jìn)行了拆檢維修，通過(guò)更換軸承、密封環(huán)、盤(pán)根及軸承座潤滑等處理措施，射水泵出力正常，射水系統運行正常，開(kāi)機時(shí)抽真空能力達到-0.07MPa。

　　2.2、循環(huán)水系統處理

　　考慮到湖泊水源地漂浮物較多，循環(huán)泵的入口加設了三道濾網(wǎng)，分別設在引水渠沉淀坑入口、循環(huán)泵池的入口閘門(mén)和各循環(huán)泵的入口位置，通過(guò)對湖水表面大的漂浮物和水草、魚(yú)蝦等體型較小的水生動(dòng)物的攔截，以及對泥沙、螺絲類(lèi)等物的阻擋作用，消除了因水質(zhì)而造成的銅管堵塞問(wèn)題，經(jīng)處理后達到了預期的效果。

　　針對夏季高溫問(wèn)題，采用了大流量強制換熱處理方式，將循環(huán)泵流量由1500m³/h增容至3000m³/h，設計了根據水溫調整循環(huán)水流量的控制措施。

　　2.3、凝汽器部件的改造與處理

　　對凝汽器二次濾網(wǎng)進(jìn)行了改造，安裝在凝汽器的入口最低處，濾網(wǎng)采用通孔為8mm不銹鋼網(wǎng)，并加裝了排污管。對系統的4臺凝結泵定期進(jìn)行維修保養，以保證凝結泵出力。

　　針對凝汽器內銅管結垢問(wèn)題，提出了兩種方案，一為酸洗，即采用稀鹽酸等除去硅酸鹽和碳酸鹽垢質(zhì)，疏通管道，再用高壓水槍沖洗、清洗，最后鍍膜。二為更換，即用TP316L型同規格不銹鋼管更換全部銅管。其中方案二具有如下優(yōu)勢：

　　(1)TP316L型優(yōu)質(zhì)不銹鋼，具有較高的硬度、鋼度以及很強的抗高溫蒸汽沖擊性能和抗振性。且不銹鋼管在凝汽器的應用技術(shù)已經(jīng)成熟。

　　(2)TP316L型不銹鋼內壁光滑，較銅管而言，管壁附面層效應微弱，既強化換熱，又提高了抗結垢性能，相同的換熱面積下，其傳熱系數比銅管提高2.121%～8.408%。而在運行過(guò)程中，銅管的總傳熱系數下降速度高于不銹鋼管。

　　(3)TP316L不銹鋼管對Cl-的耐蝕性遠高于銅管，前者在Cl-<500mg/kg的水中是安全的，而后者僅能適應Cl-<100mgk/kg的水，因此，TP316L不銹鋼管不能與銅管混合使用。從設備的運行周期和經(jīng)濟性考慮，TP316L不銹鋼管作為凝汽器內管是可行的。

3、結語(yǔ)

　　通過(guò)上述分析可知，凝汽器真空度受到很多因素影響，而凝汽器內管結垢及循環(huán)水水質(zhì)、水量是主要的影響因素，在凝汽器日常管理中，對真空度的監測極為關(guān)鍵，要加強對冷卻管清潔度的日常維護，合理調整循環(huán)水水量，使凝汽器在最佳真空狀態(tài)下運行。而采用TP316L不銹鋼管取代原有銅管，無(wú)疑可以達到較好的效果。