熱電廠汽輪機組真空度降低原因分析及處理

　　分析了農(nóng)一師電力公司熱電廠2×12MW汽輪機凝汽器真空度下降的原因，分別針對抽氣系統(tǒng)故障、循環(huán)水系統(tǒng)影響、凝汽器內(nèi)管結(jié)垢問題等進行了分析和部件拆檢，認為凝汽器內(nèi)管結(jié)垢及循環(huán)水水質(zhì)、水量是主要的影響因素。通過逐項處理，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(nóng)一師電力公司熱電廠一期工程規(guī)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，熱電廠現(xiàn)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(xiàn)出降低狀態(tài)，在調(diào)節(jié)汽門開度不變的情況下，汽輪機的負荷降低，發(fā)電效率下降，嚴重影響熱電廠的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟效益。針對上述情況，全廠專業(yè)技術人員進行了細致的分析，并進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(wěn)定性和經(jīng)濟性有著直接影響。引起汽輪機凝汽器真空度下降的原因不外乎內(nèi)因和外因兩種。內(nèi)因包括凝汽器滿水(或水位升高)、凝汽器結(jié)垢或腐蝕，傳熱惡化、凝汽器水側(cè)泄漏、凝汽器真空系統(tǒng)不嚴密，汽側(cè)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(nèi)管結(jié)垢

　　凝結(jié)器端差達到0.05MPa，凝結(jié)器效率大大下降。打開凝汽器水室端蓋檢查時發(fā)現(xiàn)，凝汽器銅管堵塞嚴重，特別是在凝汽器出水側(cè)，約30%的銅管存在結(jié)垢堵塞現(xiàn)象，主要為硅酸鹽和碳酸鹽垢質(zhì)。結(jié)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(tǒng)故障

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

　　1.3、循環(huán)水水質(zhì)和溫度的影響

　　熱電廠采用的是開放式天然湖泊水源水循環(huán)冷卻系統(tǒng)，拆檢中發(fā)現(xiàn)，循環(huán)水系統(tǒng)濾網(wǎng)積累了大量污物，部分穿過濾網(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，不能滿負荷發(fā)電。

2、處理方案

　　2.1、抽氣系統(tǒng)處理

　　真空系統(tǒng)的嚴密性是影響汽輪機組年運行小時、停機率，大修率的重要因素之一。真空系統(tǒng)不嚴密漏氣量增多時，表現(xiàn)的主要現(xiàn)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(jié)水過冷卻度增大，等。本廠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行了處理，對2臺汽輪機組射水抽氣系統(tǒng)的4臺射水泵進行了拆檢維修，通過更換軸承、密封環(huán)、盤根及軸承座潤滑等處理措施，射水泵出力正常，射水系統(tǒng)運行正常，開機時抽真空能力達到-0.07MPa。

　　2.2、循環(huán)水系統(tǒng)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)泵池的入口閘門和各循環(huán)泵的入口位置，通過對湖水表面大的漂浮物和水草、魚蝦等體型較小的水生動物的攔截，以及對泥沙、螺絲類等物的阻擋作用，消除了因水質(zhì)而造成的銅管堵塞問題，經(jīng)處理后達到了預期的效果。

　　針對夏季高溫問題，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(jù)水溫調(diào)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(tǒng)的4臺凝結(jié)泵定期進行維修保養(yǎng)，以保證凝結(jié)泵出力。

　　針對凝汽器內(nèi)銅管結(jié)垢問題，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(guī)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已經(jīng)成熟。

　　(2)TP316L型不銹鋼內(nèi)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(jié)垢性能，相同的換熱面積下，其傳熱系數(shù)比銅管提高2.121%～8.408%。而在運行過程中，銅管的總傳熱系數(shù)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(nèi)管是可行的。

3、結(jié)語

　　通過上述分析可知，凝汽器真空度受到很多因素影響，而凝汽器內(nèi)管結(jié)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(jiān)測極為關鍵，要加強對冷卻管清潔度的日常維護，合理調(diào)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，無疑可以達到較好的效果。