運行實踐表明,真空變化lkPa,機組熱耗變化約為70kJ/(kW?h),標煤變化3~
3.2g/(kW?h)。
2.凝結水過冷度
凝結水溫度低于汽輪機排汽壓力下的飽和溫度稱為凝結水過冷度。凝結水過冷度較
大,意味著被循環水帶走的熱量增加,系統的熱經濟性下降。一般過冷度增加1℃,發電
廠的燃料消耗量約增加O.1%~0.15%。另外,凝結水過冷會使凝結水中含氧量增加,引
起管道腐蝕。
3.冷卻管傳熱系數
由于循環水并不是足夠的潔凈,因此在循環過程中,必定會在傳熱設備上造成不同程
度的結垢。結垢會使冷卻管的傳熱系數大大降低,即使只有厚O.25mm的水垢也可以使
傳熱系數下降31.2%。另外,由于結垢,冷卻管的腐蝕將會更加嚴重,對機組的安全運
行極其不利。
4.凝汽器端差
凝汽器排汽壓力對應的飽和溫度與凝汽器循環水出口溫度差稱為凝汽器端差。凝汽器
端差取決于凝汽器單位蒸汽負荷、傳熱系數和冷卻水流量,另外,還必須考慮真空系統漏
汽量和冷卻水管表面污染程度。而傳熱系數本身又受很多因素的影響。在負荷和冷卻水量
一定的條件下,端差增大,往往是凝汽器管束內表面臟污及汽側積存過量空氣所致。端差
大將使真空惡化,降低機組的經濟性。據計算,對于iOOMW機組,冷卻水溫在20。C時,
端差增加1℃,機組煤耗上升1.4g/(kW?h)。冷卻水溫越高,對煤耗的影響越大。運行
中要密切監視端差的變化情況,以便于及時采取措施進行相應的處理,使凝汽器始終運行
在良好的狀態。
另外,隨著單機容量的增加,對機組真空嚴密性要求也更加嚴格。真空系統嚴密性要
求見表5—1。
(二)提高凝汽器真空度的途徑
1.降低凝汽器熱負荷 ?
目前大部分汽輪機采用表面式凝汽器。由于有熱阻存在,冷卻水溫總是比凝結水溫要
低,熱經濟性差。排汽量越大,則蒸汽凝結放出的熱量就越多,冷卻介質需帶走的熱量越
多。然而冷卻水流量、傳熱面積、循環水溫度是受生產成本所限制的,為了減輕凝汽器熱
負荷,提高機組熱效率,可以在凝汽器喉部增設一套裝置,具體方法有以下兩種:
一種是在凝汽器上部、排汽缸喉部的有限空間里,加裝一個表面式加熱器,其入口與
工業水系統連接,出口送至化學供水系統加熱生水。通過這種方式,一來可以吸收排汽的
熱量,減輕凝汽器的熱負荷;二來可以吸收排汽的熱量來加熱生水,達到節約能源的作
用,從而提高機組的熱經濟性。這種方法的缺陷有兩個方面:一是新裝生水加熱器銅管排
列安裝在機組凝汽器冷卻水銅管上方,存在汽阻問題;二是增加了凝汽器支撐的質量載
荷。因此,方案設計與施工應盡量避開缺點,從而獲得盡可能好的改造效果。另一種是在
凝汽器喉部增加一套霧化式噴頭,通過接觸式傳熱,可吸收部分蒸汽凝結熱,使部分補充
的除鹽水在凝汽器內形成一個混合式凝汽器,從而減輕表面式凝汽器的熱負荷,提高真
空。這套裝置的關鍵是選好噴嘴,確保噴射后的霧化水空間充滿度要大、壓差要小;其次
需合理設置噴嘴間的相互位置。噴嘴減溫雖然效果好,但已形成的凝結水在管束上黏附形
成水膜,不利于管束傳熱。同時,凝結水在自上而下滴落的過程中會遇到冷卻水管的再冷
卻,造成凝結水的過冷度,從而影響整個機組的經濟性。因此,并不是噴人的冷卻水流量
越大,越有利于真空的提高,經濟性越好。冷卻水量與排汽量的比例應由試驗來確定。
2.清洗冷卻面
在凝汽器中,污垢熱阻有時會成為傳熱過程的主要熱阻,須給予足夠的重視。運行
中,循環冷卻水采用經過嚴格預處理的廠內水,同時合理安排冷卻面清洗周期,一般采用
二步法(干洗法和酸洗法)來清洗。冷卻面結垢對真空的影響是逐步積累和增強的,因此
判斷冷卻面是否結垢時,應與冷卻面潔凈時的運行數據作比較。結垢可使凝汽器冷卻管內
的阻力損失增大。初期的結垢較松,污泥多,可用干洗法:利用汽輪機日開夜停的機會,
選用除氧器的熱水灌滿凝汽器的汽側,冷卻管內用風機吹干,泥垢發生龜裂后,用冷水沖
掉。當凝汽器冷卻銅管結有硬垢,真空下降已無法維持正常運行時,則需進行酸洗:可選
用濃度5%的有機酸(氨基磺酸)作為主洗劑,對銅管進行清洗。腐蝕速率小于標準
1/(m。?h)時,加0.5%的酸緩蝕劑和銅緩蝕劑、適量滲透劑、0.2%氫氟酸,水溫在
40。C左右,流速0.1m/s,進行循環清洗。當酸度連續兩次測定一致時,清洗結束。然后
用高位冷卻塔水源大流量反沖洗,加工業磷酸三鈉,循環中和后排放。酸洗后銅管呈黃銅
色,表明未發生過洗現象。由于循環水的含鹽量較低,故運行一段時間后,銅管表面可生
成一層致密Cu(OH)z保護膜,使銅表面與水隔離,抑制腐蝕。
還可以在真空冷凝器的每根管內
設置一條可以旋轉的塑料紐帶(如圖
5—1所示)。運行時,在具有一定流速
(一般要求0.7m/s以上)的冷卻水流
帶動下,產生旋轉紐帶的側刃對垢層
進行周向刮掃,使管內的水垢的得到連續清洗。
3.提高真空系統的嚴密性
定期對喉部以下凝汽器汽側和真空系統進行灌水檢漏,消除喉部、管道接頭、水位計
連通接頭、凝結水泵軸端密封裝置等處的漏汽點;檢查清理抽氣器的噴嘴,保證其抽氣效
率;根據負荷的變化,合理調整汽輪機軸封蒸汽壓力;經常檢查負壓系統的閥門;加強射
汽抽氣器的運行調整,法蘭處不應有松動現象。
4.降低冷卻水溫
在開式循環系統中,冷卻水溫完全由自然條件決定;而在閉式循環系統中,冷卻水溫
度不僅受大氣溫度和相對濕度的影響,還取決于循環水設備(主要是冷水塔)的運行狀
況。冷水塔運行不良,其出口水溫將明顯升高。要保證水塔正常運行,應落實維護責任
制,定期檢查水塔內部噴嘴、濺水碟、配水槽、填料等運行狀態,發現缺陷及時處理。
5.控制凝汽器出入口溫差
凝汽器出人口溫差反映循環水量的大小,一般控制值為8~10。C。
冷卻水量對凝汽器的性能的影響主要為兩個方面:①冷卻水量的變化同熱負荷變化一
樣,使冷卻水溫度升高和端差發生變化,從而影響飽和溫度和真空;②冷卻水量的變化改
變了凝汽器管內流速,使總體傳熱系數發生變化,同樣影響凝汽器真空。
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