小型火电机组凝汽器端差偏高原因分析及对策

liuyuehua

　　摘要：本文根据杨庄煤矸石热电厂1#机组，针对凝汽器运行中，端差偏大的情况，从真空严密性及凝汽器铜管清洁程度等方面进行分析比较，并根据实际运行情况提出了处理此类问题的对策。 
　　关键词：凝汽器；端差高；分析及对策 


        0  引言 
        1#机组运行一段时间以来，凝汽器端差一直偏大，在12~30℃内变动，严重影响了我厂汽机运行的安全，降低了汽机的经济性，对此我们通过调查分析。着重判断分析端差偏高的原因。并在此基础上提出一些对策。 
        1  凝汽器端差δ值的意义 
        δ值是指凝汽器压力下的饱和温度与凝汽器冷却出口温度之差。它是反映凝汽器铜管的污垢或凝汽器内是否积存空气的主要监视数值之一，是凝汽器运行的主要监视指标，δ值一般不应超过10℃。δ值的变化标志着凝汽器运行状况的好坏，可作为判别凝汽器运行状态的依据。 
        2  凝汽器端差δ值的影响因素 
        δ值的大小决定于抽汽器效率、凝汽器构造（铜管的布置方式及换热面积）、管子内外表面清洁度、冷却水流量和流速、冷却水入口温度、进入凝汽器蒸汽流量、真空系统严密性等。以上除了设计因素外，主要取决于铜管内外表面的清洁度和真空系统的严密性。 
        3  分析 
        对于正常运行的凝汽器（铜管无积污积垢现象、真空系统严密）δ值可用下面的经验公式计算： 
        δ=n×（dn+7.5）/（31.5+t1）d。=qml/A 
        式中:qm蒸汽负荷，kg/h；dn凝汽器单位面积的蒸汽负荷，（kg/m.h）；A：凝汽器的传热面积，m2；n：常数，用设计条件下的t1和d。及δ值代入求得。通常=5-7。据此，假设凝汽器运行正常，指铜管无积污积垢现象、真空系统严密，则代入n、t1、d。可算出我厂的δ值，若δ值小于实际运行的δ值，则说明凝汽器运行不正常，要么是铜管堵塞、结垢、要么是真空系统不严密，要么是两者都有之。我厂A=560m2、qmm=27000吨/h、h=5℃（冬季平均温度）、n=5~7，代入经验公式得：δ理论min=7.60、δ理论max=11.64 
        从以上计算可以看出，我厂实际运行的δ值偏大(12~30℃)。尽管小机组可以略高一点，但不能高得离谱，否则安全性、经济性将受到大的影响。为查清具体原因，作以下判断：判断一：假设真空严密，首先可以通过做真空严密性试验来确定是真是假；其次可以通过查阅汽机运行记录来判断，真空严密性不是很好，这是导致端差过高的主要原因之一。判断二：现场打开凝汽器人孔门，检查铜管积存污泥、结垢情况。自2009年3月份清洗过后，铜管一直未清理，从冷却塔内挂片来看，结垢尚无，但污泥很多，由此判断，铜管水侧很脏。随后1#汽轮机停机检查也证实，铜管水侧有大量污泥积存和老垢（很薄，投产前有一段时间没有加药造成）。没有明显结垢现象。大量积存的污泥及其它悬浮物，极大地降低了铜管的换热效果，进而端差增大。我厂冷却水在2009年9月份换用了新的阻垢缓蚀剂，当时由于在运行期间，采用的是部分换水，而新的阻垢缓蚀剂跟以前的药剂性质不一样，相溶性较差，同时新药剂剥离效果相当好，最终导致一部分剥离下来的污泥及其它悬浮物沉积在铜管水侧，这是导致端差过高的主要原因之二。

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　　4  对策
　　4.1 提高凝汽器胶球清洗装置的清洗收球率，加强清洗效果。每台汽轮机凝汽器循环水系统配置有两套运行的胶球清洗装置，其清洗原理为：将比重接近于水的胶球投入到凝汽器循环水进水中，利用循环水的流动力迫使胶球在反复循环通过凝汽器铜管时，对凝汽器铜管内壁进行撞击和磨檫，从而达到将凝汽器铜管内壁的泥垢清洗干净的目的。为了提高凝汽器胶球清洗装置的工作效率，我们可以采用以下一系列技术措施：①改善胶球清洗装置收球网的工作特性。收球网刚度不够变形、收球网马达功率过小、收球网穿孔、收球网给垃圾堵塞等情况发生时，应通知检修配合，对收球网进行检修整改，确保收球网马达力矩足够，确保收球网刚度足够，以及确保收球网关闭严密，防止收球网关不到位，造成大量胶球漏入江中，降低胶球清洗装置循环清洗效果。②改变凝汽器循环水水流动动力。应加强循环水二次滤网的清洗，提高凝汽器循环水进水压力，同时也可以通过调整凝汽器循环水出水门，使循环水排水压力为0~0.01mpa，确保凝汽器循环水有足够的动力带动胶球在凝汽器铜管内进行流动和循环清洗。当然，应该做好对装球室的放空气工作。③采用合适尺寸的胶球。根据机组凝汽器铜管的设计内径及污脏程度，采用不同尺寸的胶球进行铜管清洗，另外，还可以根据判断凝汽器铜管结垢的不同情况（经常分为软水垢和硬水垢）而采用不同的胶球进行清洗。
        4.2 加强真空系统的查漏、堵漏工作  由于凝汽器的蒸汽侧是在高负压状态下运行，因此凡是与凝汽器汽侧相连接的管道，如果有空气漏入，均会进入到凝汽器。大量的不凝结气体聚集在凝汽器中，将会造成凝汽器内传热恶化，最后必将使凝汽器排汽温度升高，同时凝汽器排汽饱和温度也升高，导致凝汽器端差升高，凝汽器真空降低。因此，只有当班运行人员认真负责，经常分析，勤加检查，发现凝汽器端差升高，凝汽器真空降低时，经过分析为真空系统漏空气时，应该立即对泄漏的管道和设备加以堵漏或隔绝。
        4.3 增加射水泵及射水抽气器的出力  射水泵及射水抽气器由于使用的是开式循环系统的循环水，水温在夏季经常超过设计值，并且水质较差，会腐蚀射水泵及射水抽气器，而且经过长期运行后，管道内部出现结垢现象，上述原因都会导致射水抽气器出力不足，部分不凝结气体，将无法抽离凝汽器，使凝汽器中有残余未凝结气体，从而恶化排汽凝结环境，使凝汽器排汽升高，造成凝汽器端差升高。
        4.4 停机后，采用高压射流清洗凝汽器铜管  汽轮发电机组在正常运行中凝汽器的胶球清洗是保持凝汽器良好端差的最好方法，可利用机组停运的大好时机采用高压射流清洗凝汽器铜管，降低凝汽器端差。
        高压射流清洗技术，它是将低压清水经高压射流泵升压后，输入高压软管，由喷嘴上的射流孔将高压水转变成高速水流，来冲击凝汽器冷却铜管内表面的污垢，并利用喷水方向偏后的反作用推动喷嘴带动软管向前运动，达到整根冷却铜管清洗的目的。利用这项技术清扫凝汽器的冷却铜管，其洁净度可达到95%，清洗后效果显著，受益较高。它具有清洁度高、工期短、无腐蚀、无污染、操作方便、节约资金等优点。