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影响汽轮机排汽真空因素探析

  
评论: 更新日期:2015年11月10日

汽轮机系统的凝汽设备主要由凝汽器、循环水泵、凝结水泵、抽气器、循环水冷却塔等设备组成。凝汽器真空度的高低是凝汽设备各部分运行状况的集中反映。凝汽设备任何部分的失常,都会导致凝汽器真空的降低,使系统做功能力下降,同时危及各运行部件的安全。
        真空下降分以下三种情况:
        一、正常运行时:(1)负荷增加;(2)循环水量减少;(3)循环水温升高。
        二、设备有故障时:(1)抽气器故障;(2)凝汽器水位高;(3)真空系统漏气;(4)后汽封损坏;(5)循环水系统故障;(6)凝汽器铜管结垢;(7)凝结水泵故障。
        三、操作失误:(1)汽封断汽;(2)各负压阀门误开;(3)补水带气。
        各影响因素除影响真空外,还影响端差和过冷却度,同时还有温度、压力等其他征象变动,只要认真分析,就能确定。
        凝汽器内存在三种换热,即:蒸汽在铜管外壁的凝结换热;铜管内外壁的传导换热;铜管内水的对流换热(液相)。他们的热阻和构成凝汽器的传热热阻。各影响因素都会对换热产生影响。
        忽略凝汽器外筒的散热,蒸汽凝结放热量等于循环水吸热量,也等于传热量。
        以下内容重点讲解引起真空变化的因素对其他指标的影响:
        一、循环水系统故障只会使真空降低,对过冷却度和端差影响不大。
        (1)凝汽器冷却水管板(一般是进口)脏污,出口水室存有空气等,会使冷却水量减小,同样热负荷下,进出口水温差增大,进口水温不变的情况,出口水温升高,液相传热系数减小,总热阻增加,传热温差增加,水温均值增加,凝汽温度升高,对应真空值降低, 同时因凝汽器水阻增加,进口压上升,出口压稍降。
        (2)凝汽器进水管道阻塞,会使泵出口与凝汽器入口间水阻增加,压差增大,而凝汽器水阻降低,进出水压力均下降。
        而循环水泵故障(吸水水位低,入口滤网堵塞,水轮导叶磨损,吸入空气)会使整体压力下降,泵电流降低。
        其水温变化及对凝汽器影响同(1)。
        同时循环水泵故障和进口管道阻塞又是造成出口水室存气的原因。凝结水泵进口在微负压下工作,负压增大,密封不好会增加漏入空气量,漏入气在出口加压溶解,在凝汽器铜管中降压升温,在出口处逸出积存,表现为凝汽器进水压逐渐上升,真空不断恶化。
        (3)凝汽器出口管道阻塞,阀门不全开,会使水量减小,整体压力上升,其水温变化及对凝汽器的影响同(1)。
        (4)部分循环水泵跳闸,会使水压和排气真空立即下降,泵电流消失,必须果断降负荷维持真空,同时开启备用泵。
        (5)冷却风机断电,会使凝汽器进水温度持续上升,真空不断下降。
        要预防以上问题,要控制好循环水成分,降低水管堵塞结垢可能,防止泵因水位过低抽空,加强巡检,发现泵与风机故障立即检修,禁止带病工作。
        二 凝汽器铜管结垢会使污垢热阻(导热)增加,总热阻增加,传热温差增加,进出水温差变化不大,而凝结水温度升高,端差增大,过冷却度不变,真空严密性试验合格。有时主抽气器抽出的空气温度与进水温度差增大。
        加强水流的扰动,变滞流为湍流,减薄液相边界层,是消除污垢热组,提高液相传热系数的必要措施。有一种螺旋纽带技术可以有效地做到这一点。
        三、抽气器故障会使抽气器抽气能力降低,凝汽器内空气增多,汽气混合物传热系数很低,因为排汽中蒸汽分压大于凝汽器中蒸汽分压,所以排汽温度大于凝汽温度,即凝结水温度、过冷却度增加。而这段温差的混合气体要降至饱和态,也要靠循环水冷却,总热量增加,出水温度增加。而端差等于冷却度与凝汽温度与出水温差的和,显而易见端差是增加的。其真空严密性试验合格。

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