汽轮机真空严密性（精选6篇）
汽轮机真空严密性 篇1
1汽轮机组真空系统概述
汽轮机组的真空系统主要是由抽真空系统和密闭蒸汽系统2部分组成,利用凝汽器将蒸汽转化为汽轮机组运作的能源,当汽轮机组不处在工作状态的时候,抽真空系统内部产生的真空确定了凝汽器中的真空;而当汽轮机组进入工作状态之后,抽真空系统主要负责调节汽轮机内部的空气,起防止空气流入的作用,此时凝汽器当中的真空由内部蒸汽和循环冷却水两者的相互作用决定,蒸汽和循环冷却水之间的热转换又由水温、水量以及凝汽器换热面积决定。由汽轮机组的组成结构和各部件的运作性质可以看出,要想使凝汽器内部真空稳定,就需要保证凝汽器换热面积以及循环水水量和温度符合标准,另一方面还要确保抽真空系统的运作顺利。
2真空系统泄漏原因以及危害
2.1真空系统泄漏原因
了解真空系统泄漏原因需要先分析汽轮机组各部件的作用:冷凝器的功能主要是将汽轮机排放的高温气体转化成水, 在同等气压条件下,蒸汽的体积是水的3万倍,所以在冷凝环节中,两者体积的急剧变化导致凝汽器内部形成了一个真空空间,并且因为发电机中各部件都是互相连接的,所以凝汽器内部空气结构的变化就易导致与其相连接的设备因为密闭性不好使外部空气进入凝汽器,而如果没有尽快排除这些外部空气的话,将会使凝汽器内部压力值上升,进而提高凝汽器内部排汽的焓值,从而使凝汽器在蒸汽循环方面的性能受到影响,造成能源浪费。根据相关调查,凝汽器内部压力值和真空度成反比,并且真空度下降会导致热能消耗加大、机组运行效率变低。 另外,射水抽气设备和真空泵的作用都是为了减少凝汽器中进入的外部空气。
2.2真空系统泄漏带来的危害
真空达不到标准会使机组的运作效率大打折扣,造成资源的浪费。由于蒸汽循环是机组运行的基础,而影响蒸汽循环的因素就是真空和气压情况,密闭工作不做好会导致真空环境混入空气,如果要将这部分空气排出去又必须要利用排气设备进行排除,从而增加能源的消耗。而且这些排气设备并不能完全保证将多余的空气排除,这样一来会导致机组内部气压、温度发生改变,从而降低机组工作效率、增加能耗,也为机组运行埋下了安全隐患。其危害还表现在增加了工厂的水电成本,利用真空泵和射水抽气设备抽取机组内部空气间接地增加了火电厂对水、电的需求量,长此以往会影响火电厂整体的经济效益。 凝汽器内部进入空气,也会使低压设备遭受氧化的损坏。以上所说的一系列危害都是因为机组真空环境受到破坏,若可以保证真空环境的稳定,那么排气压力就会下降,循环水对热量的影响就会降低,即可保证内部热量充足,从而降低能源消耗,提高火电厂整体效益。
3汽轮机组真空严密性差的治理思路
3.1查漏与治理
首先,真空系统涉及一系列的设备,并且其间连接点繁多, 如果真空系统出现轻微泄漏的情况也很难发现。以前的检测方法是用火焰,但此项工艺较为复杂,操作不便,因此在对机组进行例行检查的时候,普遍是利用真空系统高位灌水的方式检测机组是否存在泄漏,需要注意的是,查漏工作要在机组停止运作之后进行,并且设备表面金属温度应处于150 ℃以下,在循环泵、凝水泵停止运作之前,要保证低压缸排汽温度在50 ℃ 以下。注入凝汽器的水位不要超过汽封洼窝,处于低压轴下100mm为佳,并且在灌水查漏之前架设一根水管用来严密监控水位的变动情况,在查漏前要保证向凝汽器注水的管道通畅,而在查漏过程中需要关闭抽气管道、汽缸本体以及其他注水管道,以避免水温差异过大造成机组不稳定。在不影响机组正常启动的基础上,认真进行检查,发现问题要进行分析处理, 最大程度保证机组的密闭性,这是防止机组真空泄漏的最基本也是最有效的方法。
其次,除了以上的基本检修外,还要加强设备工作中的技术监管,规范各项操作,真空系统密闭性存在漏洞还与实际运行的状态相关。结合以往的工作经验可以得知,在机组运行状态下,真空系统容易出现泄漏等问题。轴封加热器在机组工作中常常影响真空的密闭性,由于轴封加热器在向凝汽器注水的过程中会出现无水情况,这样就使得凝汽器通过连接管道与空气接触,导致内部真空不稳定。为了防止这种情况出现,应该在机组工作时保证轴封加热器内存有一定水位。目前普遍使用的是轴封自平衡密封系统,使用冷再热蒸汽、主蒸汽以及高压辅汽3种方式对轴封母管进行输汽,达到70%额定负荷的时候,可以完成高、中压缸自封闭,漏汽可作低压轴密封使用,从而保证整个轴封系统的密封性达到标准。这种密封方式供汽压力较低,轴封压力调节装置受热工自动调整影响,自动化水平容易下降,需要操作人员不断地调控,这不仅增加了工作量, 而且轴封间缝隙存在差别,在供汽压力相同的情况下有的容易发生泄漏,有的又不会泄漏,各部件的轴封压力没有统一的标准。针对这种情况,可以安设调控手动门,稳定轴封供汽母管的压力,之后手动调节低压轴封供汽管道的供汽量并且锁定, 后续仅需调整母管压力,这样可以有效解决轴封压力带来的操作不便问题。
然后,汽封二漏汽压过低也会影响真空系统的稳定,目前采取的治理方式是在二漏管道上加装阀门和压力表,使操作人员更为科学合理地调控汽压。
最后,需要淘汰存在问题的测量表,以规避凝汽器压力表和轴封供汽压力表在汽压测量中的错误,这样才能为操作人员提供真实的数据,也便于人工调控。
总结以上几点可以看出,真空系统涉及的知识结构复杂, 需要从技术、管理上统一调控,加强后期检查,贯彻落实治理方针,有问题需向相关部门反映。
3.2技改措施
首先,需要改善凝汽器补水系统。补水系统涉及的项目较多,由于管道容水量有限,因此常发生水量补充不足的情况,甚至会造成水泵跳闸,间接影响了机组真空的严密性,这就需要增加管道的容水量,并且优化供水设备。
然后,需对低压加热器进行改进。加热器如果发生泄漏, 将会影响抽真空系统,对机组内真空带来不良影响,因此应该适当减少直接与真空系统连接的防水门,并取消放空气门。
最后,加固真空系统管道,加强其密闭性。涉及真空系统的管道和阀门都要定期检查、检修,要尽早发现问题,最快速度处理。焊接工作需要高度集中注意力,并且焊接人员要考虑各阀门的不同使用功效有针对性地进行焊接,以确保施工流程满足阀门未来的使用性能要求。
4结语
综上所述,汽轮机组真空严密性治理工作难度较大,需要技术人员不断地积累操作经验,从检查到治理都需要保持高度的责任心,还要考虑到设备改造后所造成的连带反应,学会寻找问题的源头,并合理解决。
摘要：对汽轮机组真空系统作简要概述,结合操作经验,分析真空系统泄漏原因及危害,并提出了治理思路,旨在使汽轮机组真空严密性达到规范标准。
关键词：汽轮机组,真空,严密性,治理
真空严密性对机组的影响 篇2
关键词：真空,严密性,经济性,安全性
1 前言
凝汽器真空形成的原理:高温高压蒸汽在汽轮机各级动静叶内作功后成为乏汽排入凝汽器, 乏汽与凝汽器管束进行表面对流换热和热传导, 使汽轮机乏汽冷却后凝结成水流入凝汽器热井。由于蒸汽比容比水的比容要大, 因此蒸汽所占体积比水的体积要大得多, 蒸汽凝结后就在凝汽器内形成真空。
凝汽设备是凝汽式汽轮机的一个重要组成部分。由于设计、安装、检修、运行机制等方面的原因, 在运行过程中时常会出现凝汽器真空偏低的现象。由于真空系统庞大并且影响真空的因素较多, 每台机组的性能不一样, 影响真空的原因也不一样, 机组运行中凝汽器真空严密性试验不合格, 始终是困扰运行人员的一大难题。如果凝汽器真空过低, 不仅会引起蒸汽在机组中的有效焓降减小, 还会导致汽轮机排汽温度升高, 排汽缸变形和振动等故障。因此, 凝汽设备的工作性能直接影响到整个汽轮机组的热经济性和安全性。凝结器传热端差增大, 真空下降, 机组运行安全系数降低, 经济性降低:凝结器传热端差每增加1℃, 汽耗率约增加0.25～3%。200MW汽轮机组真空系统管道多, 范围广, 系统复杂, 寻找空气泄漏点有一定困难。
2 影响严密性的因素
国华北京热电分公司安装有2台ABB公司制造的DKEH-IND31型双缸双排汽凝汽抽汽供热机组, 规程中规定:做严密性试验时, 停止真空泵功能组, 待真空泵入口门关闭后开始计时, 试验做8分钟, 每分钟记录一次凝汽器真空值, 严密性合格参数为0.4KPamin (取后5min) 。即为严密性合格, 由此判定不存在漏入空气的问题。试验结束后启动真空泵, 检查真空恢复正常。在数次严密性试验中, 影响严密性的因素有:
2.1 给水泵密封水的影响
给水泵密封水经3级水封后回到凝汽器。其中第2级水封筒顶部接有带截断门的水封筒补水管, 补水水源为凝结水。投入密封水自动, 使密封水压力大于给水泵入口100kpa。密封水压力低时, 由于给水泵机械密封的泵送作用, 进入泵内的密封水是稳定的, 而从轴与密封装置之间的间隙漏出的水量减少了, 使空气可以进入密封水回水管, 密封水携带的漏入空气在水封筒顶部积存。当密封水压力过低时, 密封水回水携带的空气量增加, 致使水封筒内水封很快被破坏, 造成凝汽器真空下降。密封水压力一定时, 如提高调速给水泵的转速或启泵时, 由于转速立方与流量成正比, 从而使进入泵内的密封水增多, 从间隙漏出的水量减少, 密封水回水管漏入空气。当积聚在水封筒顶部的空气过多时, 水封筒内水封很快被破坏, 造成凝汽器真空下降。
在做严密性试验时, 将给水泵密封水回水倒至排地沟后, 凝汽器真空不再降, 说明水封筒是严密的。由于水封筒至凝汽器的管路是从水封筒第3级顶部中间接出, 水封筒顶部存在空间, 造成随密封水回水漏入的空气在水封筒顶部积存, 当空气积聚到一定程度时水封筒内水封遭到破坏, 造成密封水回水管内气、水混合进入凝汽器, 使真空下降。通过现场试验发现, 当冬季抽汽采暖全部投入凝汽器真空高时, 给水泵密封水水封筒被抽空, 空气经给水泵回水至凝汽器管路进入凝汽器而影响真空;相反, 当夏季由于循环水温度高 (河水开式循环) 凝汽器真空较差时, 由于给水泵密封水水封筒可以保持筒内水位, 从而保证凝汽器真空不受密封水回水的影响。
2.2 轴封加热器的影响
由于调整不当或是轴封系统本身的原因使轴封加热器满水或是无水, 将导致凝结器真空下降。造成轴封加热器满水或是无水的原因可能是轴封加热器铜管泄漏;轴封加热器至凝结器热水井的疏水门开度不足, 或是疏水门故障;轴封加热器汽侧进、出口门开度不足, 疏水量减少, 使轴封加热器无水。若是轴封加热器满水, 则汽轮机的高、低压缸前、后轴封处会大量冒白汽, 而此时轴封压力会上升, 严重时, 造成轴封加热器的排汽管积水, 使轴封加热器工况发生变化, 导致真空下降;若是轴封加热器无水, 则大量的轴封用汽在轴封加热器中未进行热交换就直接排入凝结器内, 增加了凝结器的热负荷, 导致真空下降。当确证为轴封加热器满水或无水造成凝结器真空为缓慢下降时, 检查轴封加热器的水位是否正常, 若是满水则开启轴封加热器汽侧排汽管上的放水门排水至有蒸汽流出为止, 同时检查轴封加热器的汽侧疏水门是否已达全开位置。若是轴封加热器无水或水位低, 则将轴封加热器的水位调至4/5, 严密性试验合格。
2.3 热网加热器的影响
热网加热器系统不严漏空气:运行当中热网加热器内部经常是负压的, 所以, 当热网加热器系统不严就会漏进空气, 空气系统与凝结器相连, 从而空气进入凝结器影响其真空。
2.4 负压系统的影响
凝汽器本身体积庞大, 有大量的焊缝, 在开、停机疏水过程中, 凝汽器喉部产生较大的温差, 容易产生热应力和热变形, 产生裂缝, 运行中也使空气漏入凝汽器, 影响真空。这类真空下降的特点是下降速度缓慢, 而且真空下降到某一程度后即保持稳定不再下降, 这说明漏空气量和抽气量达到平衡。与真空系统连接的一些管道、法兰、焊口、人孔门、安全门、通大气的隔绝门和放气放水门以及水位计等处不严密部位都容易泄漏。漏空气点在正常运行时处于微真空状态。做真空严密性实验时, 就地检查可以发现运行中的低压加热器玻管水位计无水位指示。这时由于低压加热器无水位, 抽汽未能进行热交换就直接排向凝结器热水井, 使凝结器热负荷增大, 真空下降。低压加热器水位正常后, 真空严密性合格。
3 结语
综上所述, 机组运行中最主要的问题和难点是真空系统泄漏。由于凝汽器真空系统组成复杂结构庞大, 影响凝汽器真空的因素较多, 需要我们大家在工作的过程中, 不断地总结和提高各方面的知识与技能。只有通过定期进行真空系统严密性试验, 通过检修人员和运行人员反复仔细查找, 才能控制系统的泄漏量, 才能维持凝汽器的正常运行, 才能确保机组运行的经济性和安全性
参考文献
[1]中电国华北京热电分公司企业标准-集控运行规程[S].
[2]杨善让.汽轮机凝汽设备及运行管理[M].北京:水利电力出版社, 1993.
汽轮机真空严密性 篇3
神华国华北京热电公司 (以下简称热电分公司) 安装有2台ABB公司制造的DKEH-IND31型双缸双排汽凝汽抽汽供热机组, 热网系统由4台热网加热器、8台热网循环泵、8台热网疏水泵组成, 采用开式循环冷却, 目前投产运行已经10年。机组自投入运行以来, 两台机组都不同程度发生过凝结器真空缓慢下降的异常情况, 只是真空下降的数值不同。如果凝汽器真空过低, 不仅会引起蒸汽在机组中的有效焓降减小, 还会导致汽轮机排汽温度升高, 凝汽器的端差明显增大。真空下降后, 若保持机组负荷不变, 汽轮机的进汽量势必增大, 使轴向推力增大以及叶片过负荷;不仅如此, 由于真空下降, 使排汽温度升高, 从而引起排汽缸变形, 机组重心偏移, 使机组的振动增加以及凝汽器铜管受热膨胀产生松弛、变形甚至断裂, 排汽缸变形和振动等故障。
机组真空系统的严密性还直接影响到机组能耗的问题, 根据真空变化对出力修正曲线可看出, 真空每变化980Pa, 影响出力约0.8-0.9%, 对热耗影响0.7%, 在节能降耗方面将取得较大的经济效益。
二.机组凝汽器真空低的原因分析
经过分析和检查, 影响热电分公司机组运行中真空严密性的主要因素是真空系统泄漏点多, 严密性不合格;给水泵密封水、轴封系统运行不正常;凝汽器端差大, 循环水水质差, 胶球冲洗装置效果不佳, 造成凝汽器端差大等。具体分析如下:
1、与真空系统相连的阀门不严密、内部泄漏的影响
(1) 高加疏水扩容器:高加紧急疏水调整门不严或动作不正常, 使高温高压的疏水流入凝汽器引起真空降低, 降低机组热经济性。
(2) 机组本体疏水扩容器:各段抽汽逆止门前疏水流入本体疏水扩容器, 最后流入凝汽器, 而这些疏水门是气动门, 如果气动门动作不正常或不严, 使得抽汽漏汽进入凝汽器也是影响真空低的原因之一。
(3) 热网疏水泵密封不严:热网疏水泵的空气管接入凝汽器, 正常运行中不应漏空气, 若备用泵密封不严使空气漏入凝汽器, 同样也会引起真空降低。
2、给水泵密封水的影响
热电分公司给水泵密封水经3级水封后回到凝汽器。其中第2级水封筒顶部接有带截断门的水封筒补水管, 补水水源为凝结水。投入密封水自动, 使密封水压力大于给水泵入口100kpa。密封水压力低时, 由于给水泵机械密封的泵送作用, 进入泵内的密封水是稳定的, 而从轴与密封装置之间的间隙漏出的水量减少了, 使空气可以进入密封水回水管, 密封水携带的漏入空气在水封筒顶部积存。当密封水压力过低时, 密封水回水携带的空气量增加, 致使水封筒内水封很快被破坏, 造成凝汽器真空下降。密封水压力一定时, 如提高调速给水泵的转速或启泵时, 由于转速立方与流量成正比, 从而使进入泵内的密封水增多, 从间隙漏出的水量减少, 密封水回水管漏入空气。当积聚在水封筒顶部的空气过多时, 水封筒内水封很快被破坏, 造成凝汽器真空下降。
在做严密性试验时, 若将给水泵密封水回水倒至排地沟后, 凝汽器真空不再降, 说明水封筒是严密的。由于水封筒至凝汽器的管路是从水封筒第3级顶部中间接出, 水封筒顶部存在空间, 造成随密封水回水漏入的空气在水封筒顶部积存, 当空气积聚到一定程度时水封筒内水封遭到破坏, 造成密封水回水管内气、水混合进入凝汽器, 使真空下降。通过现场试验发现, 当冬季抽汽采暖全部投入凝汽器真空高时, 给水泵密封水水封筒被抽空, 空气经给水泵回水至凝汽器管路进入凝汽器而影响真空;相反, 当夏季由于循环水温度高 (河水开式循环) 凝汽器真空较差时, 由于给水泵密封水水封筒可以保持筒内水位, 从而保证凝汽器真空不受密封水回水的影响。
3、轴封系统的影响
(1) 高压轴封漏汽量大, 轴封加热器不能正常运行, 致使漏汽排挤抽汽, 而且也有一部分进入到汽轮机, 增大了凝汽器热负荷。
(2) 轴封压力调节器自动调节品质不良, 轴封供汽压力不好调整, 有时须手动操作, 但又怕油中进水, 也有的因运行表计不准, 给运行人员操作带来困难, 故机组汽封进汽压力偏低, 难于保证低压轴封的严密性。
(3) 轴封排汽:轴封供汽的主 (辅) 调整门不严漏汽, 致使轴封压力高, 稳压阀开启排汽流向凝汽器, 使真空降低。
(4) 轴加风机运行不正常, 使空气同轴封加热器疏水一同漏入凝汽器导致真空下降。
4、凝汽器端差大, 循环水水质差, 胶球冲洗装置效果不佳的影响
(1) 热电分公司冷却用循环水采用开式的供水系统, 水源取自通惠河, 水质较差, 循环水的中断或水量减少都会造成凝结器真空下降, 特别是夏季最高循环水温度可达到38-41℃, 无法保持良好的冷却效果。
(2) 雨季时, 循环水带有大量的漂浮物及其它有机生物, 如青苔塑料垃圾等等, 将会使凝汽器二次滤网堵塞, 减少进入凝汽器的实际循环水量, 降低真空。微生物大量寄生在凝汽器的铜管中, 加上水带来的无机盐 (泥沙等) 会在铜管中结垢, 一方面将降低铜管的换热系数, 另一方面会腐蚀凝结器铜管, 造成铜管泄漏。
(3) 循环水滤网胶球冲洗装置投运时, 收球率不高致使清洗效果不佳。
三.解决办法与建议
汽机真空系统涉及面广, 特别是供热机组系统更加繁杂, 系统管路和阀门多, 而且与系统运行方式和检修维护质量都有直接的关系。真空系统的问题是反映机组检修、运行和管理的综合水平。要解决好汽轮机真空系统的问题, 需要做大量认真细致的工作。
(1) 无论是运行人员还是检修维护人员必须在思想认识上给予高度重视, 针对真空系统存在的问题, 进行认真的分析、检查和试验, 找出问题所在, 制定解决问题的有效措施。
(2) 运行值班人员必须对循环水的温升、凝汽器的端差, 真空系统的严密性加强监视, 及时发现异常情况, 进行调整, 不放过任何一个疑点, 必要时联系检修维护进行处理。严格执行凝结器胶球清洗工作制度, 保持凝汽器铜管的清洁。
(3) 加强检修维护质量, 并进行有效验收和监督, 保证真空系统的管路、法兰及各个阀门严密不泄漏。改进和完善凝结器胶球清洗装置, 确保装置投运效果。
(4) 严格按照汽机负荷、低压缸的排汽压力、温度以及凝结水的流量, 合理调整好循环水出口门的开度, 并且维持循环水压力, 这样就为真空的形成创造了最基本的条件。
结束语。汽轮机真空系统的问题, 是一个需要综合治理解决的问题。由于凝汽器真空系统组成复杂结构庞大, 影响凝汽器真空的因素较多, 而随着运行设备的老化, 这就需要我们大家在今后的工作过程中, 不断地总结和提高。只要我们运行、检修各专业认真做好各项本职工作, 一定能够有效避免影响机组真空严密性的因素, 提高机组运行的经济性, 实现机组进一步节能降耗目标。
摘要：发电厂机组真空系统的问题不但影响到机组的经济性, 也会影响机组运行的安全。本文分析了某热电厂影响机组运行中真空严密性的主要因素, 并提出了解决方法和建议, 为有效避免影响机组真空严密性的因素, 提高机组运行的经济性具有参考意义。
关键词：热电,机组,真空,严密性
参考文献
[1]杨世铭, 陶文铨.传热学 (第三版) .北京:高等教育出版社, 1998.
[2]张卓澄.大型电站凝汽器.北京:机械工业出版社, 1993.30-164.
汽轮机真空严密性 篇4
1 凝汽器真空对机组的影响
凝汽器真空降低, 即意味着汽轮机排汽压力升高, 使得汽轮机耗汽量增加, 经济性降低。相反, 真空升高, 则排汽压力降低, 耗汽量减少, 经济性提高。
1.1 真空升高
当其他参数保持不变, 凝汽器真空升高时, 蒸汽总焓降增加, 即蒸汽在汽轮机内做功增加, 循环冷却水系统带走的热量损失减少;但维持较高真空, 在循环水温度保持不变的情况下, 必须增加循环冷却水流量, 因而循环水泵消耗的电量将增加。所以, 凝汽器真空维持在某一特定值时对机组的经济性才是最有利的。这一特定真空称为最有利真空, 即通过提高凝汽器真空, 使机组增加的发电量与循环水泵增加的消耗的电量之差达到最大值时对应的凝汽器真空。另外, 由于汽轮机末级喷嘴蒸汽膨胀能力的限制, 凝汽器真空达到一定值时, 随着真空增加, 机组的发电量不再增加, 而且随真空增加, 汽轮机末级的蒸汽湿度增加, 增加了蒸汽对末级叶片的水蚀作用, 使末级叶片处于不利的工作环境下, 降低了末级叶片的使用寿命。即凝汽器的真空超过最有利真空时不仅经济性下降, 而且对汽轮机的安全也是不利的。
汽轮机运行时, 若真空出现异常, 必须及时分析原因, 并采取相应的措施。一般情况下可以使用下图来简单地判断真空是否正常以及分析因循环水进口温度、循环水出口温度、汽轮机排汽温度及凝结水温度异常而导致的真空下降。图中实线表示真空系统正常时的工作情况, 虚线则代表异常工况。通过对比虚线与实线的斜率可以简单判断引起凝汽器真空异常的原因:
若1~2间的虚线斜率大于实线, 则表示冷却水量变少;若2~3间的虚线斜率大于实线, 则表明传热情况恶化, 如凝汽器钛管脏污、结垢等;若3~4间的虚线斜率大于实线, 则表明过冷度增加, 如漏入空气等;若各虚线的斜率不变, 则主要是由于冷却水进口水温不同引起的。
1.2 真空下降
当其他参数不变时, 凝汽器真空降低, 蒸汽总焓降减少, 即蒸汽在汽轮机内做功减少, 循环冷却水系统带走的热量损失增加, 对机组经济性和安全性有较大的影响, 主要表现为:
1) 真空降低、排汽温度升高, 循环冷却导出到最终热阱的热量增加, 蒸汽做功后的冷源损失增大, 机组的热效率下降, 经济性降低。
2) 当凝汽器真空降低, 保持机组负荷不变时, 蒸汽流量增加, 这时末级叶片可能超负荷。
3) 当凝汽器真空降低, 汽轮机排汽温度升高:使汽轮机低压缸及其轴承等部件受热发生形变不均匀膨胀, 引起机组中心偏移, 导致机组振动增大;可能引起凝汽器传热管胀接部位松弛, 破坏凝汽器的严密性。
2 真空系统泄漏途径及影响因素
空气可通过两个渠道漏入凝汽器, 一是通过蒸汽流动经排汽进入凝汽器, 另一个也是主要的途径则是因真空系统本身的密封性不足而导致空气漏入。其中第一个途径进入凝汽器的不溶性气体, 数量较少。因而空气主要是通过第二个途径漏入凝汽器, 一般可能漏入空气的部位大概如下:阀门阀杆、法兰连接处、水位计接头以及其密封性较差的连接部件。除此之外, 处于真空状态的汽轮机轴封系统、轴封加热器、抽气器排气管道等的严密性也直接影响凝汽器的真空。
3 真空系统严密性的影响及泄漏部位查找
凝汽器漏入空气时会明显地降低凝汽器管壁的传热系数, 由于我厂使用的是射汽式抽气器, 大量的空气漏入会导致抽气器过负荷, 进一步使真空恶化。由于蒸汽、空气混合物在凝结时, 将导致凝结水过冷度增大, 水中含氧量增加, 造成给水含氧量的增加, 增加凝结水、给水管道、蒸汽发生器等设备氧化腐蚀的可能性, 甚至引起蒸发器二次侧及汽轮机通流部分氧化物结垢, 使设备的运行工况恶化。因此凝汽器真空系统的严密性应维持在较高水平, 一般来说真空下降的速度与漏入的空气量成线性关系。在我厂真空严密性试验中其验收准则为:平均每分钟真空下降3mm Hg合格;2mm Hg为良好;1mm Hg为优秀。而我国制定的凝汽器真空系统严密性标准为:真空值下降率400Pa/min (约为3mm Hg) 为优良, 下降率667Pa/min为合格。可见我厂的标准比较严格。真空严密性实际上代表了凝汽器真空下降的快慢, 也是机组稳定运行的重要参数, 在真空严密性下降时, 应尽快查找并消除漏点, 一般步骤如下:
3.l记录异常时的参数
系统发生异常, 往往会表现在某些参数的异常变化上, 所以凝汽器真空系统发生异常时, 也需要及时记录相关参数, 以便进行查找漏点时进行分析验证, 一般来说需要记录的参数主要有:凝汽器真空, 排汽温度, 凝结水温、氧含量, 循环冷却水入口温度、出口温度等。
3.2 参数分析
通过与正常值对比、分析, 查找关键项目1) 真空严密性试验结果是否正常;2) 凝汽器端差正常时为2~6℃, 我厂正常运行时约3~4℃, 若其达l0℃以上, 则说明该泄漏点较大;3) 凝结水溶氧一般在5ug/kg以下, 若系统漏空, 该值将大幅度地增大;4) 若漏点较大, 漏入的空气在凝汽器传热管外壁形成一层空气薄膜, 使得传热效果大大减弱, 因而循环冷却水温升将大大降低。
由于凝汽器传热系数基本相同, 正常运行时我厂两台凝汽器两侧因循环水量相同, 两侧循环水温升也基本相同, 所以, 当某台凝汽器某侧出现漏空点时, 该侧蒸汽凝汽传热系数将下降, 传热量减少, 循环水温升降低, 而另一侧循环水温升则增大, 这也可为确定凝汽器漏空气点、查找漏气点提供新的依据。
3.3 漏空点分析
一般来说, 根据对系统影响的不同, 漏空点可以分为两类:若泄漏点在凝汽器热阱水位以下, 则其对真空影响较小, 对凝结水溶氧含量影响较大;若泄漏点在凝汽器热阱水位以上, 则其对真空影响较大, 对凝结水溶氧影响较小。这是因为水面下的漏空点漏入的空气首先进入凝结水中, 在其中经过溶解部分氧气后进入凝汽器, 被抽气器抽出, 故凝结水含氧量会较高;而在水面以上的漏空点, 漏入的空气, 在漏入量不超过抽气器负荷时, 大部分空气首先就会被抽气器抽出, 只有微量氧气溶于凝结水中。一般漏空点都是在负压区, 随机组负荷升高, 凝汽器背压提高, 因压差减小, 漏入空气量相对降低。如果漏入量较小, 没有超过两台主抽的抽吸能力, 凝汽器内真空在负荷升高时, 真空升高, 凝结水溶氧降低;负荷降低时, 与此相反。如果漏入量非常大, 则真空会迅速降低, 应立即按规程降负荷停机。
4 查找、分析漏空点方法总结
4.1 机组工况
在真空严密性试验不合格或出现漏入空气的现象时, 首先考虑当前机组状态, 判断机组是一直保持运行, 还是刚刚启动不久, 系统状态未回复正常。若机组启动不久或者机组工况发生过变动, 则应检查是否有真空系统的疏水门没有关闭, 或者是因机组启、停导致某些真空系统管道焊口裂缝漏空等。
4.2 运行操作
机组在长期稳定运行中若发现凝汽器真空异常下降, 则首先应检查近期的相关运行操作是否影响真空系统的严密性, 操作过程中涉及真空系统的设备、阀门状态是否恢复正常状态, 尤其是疏水阀、放气阀等。
4.3 其他异常情况
当机组因故障、瞬态等原因发生过甩负荷、负荷突变、重要阀门状态突变等异常情况时, 很容易因温度、压力波动较大造成一些薄弱环节的焊接部位、伸缩节等位置产生裂缝, 产生漏空点。这些漏空点一般在管道的保温层内, 不易发现。
上面给出的一些分析的方法, 希望能够对快速、有效地查出漏空点起到一点借鉴。综上所述可知凝汽器的真空并不是越高越好, 应当尽量保证在最有利真空条件下运行, 及经济真空下运行。与此同时, 凝汽器的汽侧严密性对真空的维持又是至关重要的, 在实际运行中真空的异常下降是一个不容忽视的大问题, 原因很多, 但主要是真空系统严密性下降或抽气系统故障所致。由于凝汽器的真空对机组的运行至关重要, 所以应做到防患于未然, 定期检查相关设备、系统的状态, 才能保证机组的长期稳定运行。
参考文献
[1]姜彩生, 刘春风, 程强.凝汽器真空系统查找漏空点之探讨[J].华东电力, 2002 (10) :55-56.
汽轮机真空严密性 篇5
1所需函数介绍:
AVERAGE(number1,number2,...)返回参数的平均值(算术平均值)。参数可以是数字或者是包含数字的名称、数组或引用。Number1,number2,...是要计算的1到255个数字参数。MAX(number1,number2,...)返回一组值中的最大值。参数可以是数字或者是包含数字的名称、数组或引用。Number1,number2,...是要从中找出最大值的1到255个数字参数。ABS(number)返回数字的绝对值。Number需要计算其绝对值的实数。
2实现过程:
为表述清楚,以DL/T1290-2013直接空冷机组真空严密性试验方法附录1中数据为例,简述数据处理过程。
(1)数据录入。按表1的格式录入数据,其中A列为试验时间,B列为当时对应的背压值,每20秒取一点。
(2)计算每分钟的背压变化率。在C6中输入公式=B6-B3按回车,然后选中C6单元格,当鼠标变为黑色“十字”时下拉,直到数据结束。这样每隔20S计算一次背压变化率,提高了数据的精度。
(3)计算连续5分钟的背压变化率算术平均值。在D18中输入=average(C6,C9,C12,C15,C18)按回车,然后选中D18单元格,当鼠标变为黑色“十字”时下拉,直到数据结束。这样每隔20S计算一次5分钟的背压变化率算术平均值。
(4)计算每分钟变化率与算术平均值的差值的最大值。在E18单元格中输入=(MAX(ABS(D18-C18),ABS(D18-C15),ABS(D18-C12),ABS(D18-C9),ABS(D18-C6)))*1000按回车,然后选中D18单元格,当鼠标变为黑色“十字”时下拉,直到数据结束。
(5)结果判断。在E2中输入公式=IF(MIN(E17:E105)<50,MIN(E17:E105),"不合格")按回车,如果试验结果合格则E2中显示结果值,如不合格,则显示“不合格”。
(6)根据时间与背压值生成图表,可直观的看出背压的变化趋势。如图一。
本文通过用EXCEl对直接空冷机组真空严密性试验的数据处理,给出试验结果。其操作简单,计算速度快,可生成模板,有条件还可以从SIS系统直接导入数据。为类似的数据处理提供一种处理数据思路。
参考文献
[1]DL/T1290-2013.直接空冷机组真空严密性试验方法.
[2]邓芳.《EXCEl高级办公数据处理与分析(修订本)》.人民邮电出版社.
[3]胡乔良.火电厂直接空冷系统设计优化研究[D].东北电力大学,2010.
汽轮机真空严密性 篇6
火电厂发电机组的满发运行和安全运行需要有相应的冷却系统作为辅助, 传统的冷却系统是水冷式, 然而在我国北方缺水地区无法得到推广, 因此直接空冷系统逐渐成为关注的热点, 在我国北方富煤缺水地区已经得到广泛的应用, 随着我国经济的发展和居民生活水平的提高, 对用电量的需求越来越大, 促使发电机组的功率越来越大, 随着大容量超临界发电机组陆续投入使用, 其空冷机组在运行过程中的问题也逐渐暴露出来, 由于直接空冷系统体积庞大, 因此其真空严密性控制工作难度较大, 据调查目前已运行的大容量直接空冷机组都曾发生过真空系统漏空的问题, 这严重影响了系统的安全、经济运行。因此有必要研究直接空冷机组真空严密性的试验方法, 并通过对漏空的原因进行科学分析, 找到应对的措施, 具有十分重大的现实意义。
1 直接空冷机组真空严密性试验方法
目前, 世界范围内还没有对直接空冷系统的真空严密性实验形成统一的标准, 因此只能在参考湿冷机组真空严密性试验方法的基础上根据实际情况进行不断的摸索和验证, 从而找出适合直接空冷机组真空严密性试验的方法。我国对湿冷机组的真空严密性试验方法有明确的规定, 要求机组运行负荷要在额定负荷的百分之八十以上, 并同时保持循环水量不变, 然后关闭抽气器入口门, 保持八分钟, 取后五分钟真空的平均值作为试验结果。在直接空冷机组中没有循环水, 而是采用控制风机转速的方式来调节冷却风量的大小, 衡量试验方法是否科学的标准为:排气压力变化是否稳定, 真空下降的速率是否稳定, 因此, 在实际工作中可根据风机的控制方式来设计试验过程, 具体有以下几种:
1.1 用手动调节风机转速来设计试验
用手动调节风机的转速, 使凝结水的过冷度一直保持在2-6℃, 以保证蒸汽能够充分冷凝, 此时空冷到冷却的风量是一定的, 通过在环境温度基本恒定、环境风速小于4m/s、主汽参数和机组运转负荷保持相对稳定的条件下进行试验, 结果表明排气压力变化非常均匀, 真空下降的速率均匀, 因此结果较为真实和可靠, 适合用于对精度要求高的基础性试验分析, 但是此结果由于需要通过手工不断调节风机的转速, 因此此方法较为繁琐, 对操作人员的操作精度要求较高, 实现起来比较困难。
1.2 风机转速自动控制的条件下设计试验
使风机可以根据蒸汽量的大小来自动调节, 更加贴近工况运行状态, 可保证排气压力处于稳定状态, 在同样的环境条件下进行试验, 由于风机的转速是根据主汽参数不断变化的, 因此在试验时排气压力的变化不可能稳定, 因此导致真空度下降的速率也不均匀, 表明试验结果的准确度不高, 但在日常的对测试精度要求不高的场合可以作为一种辅助监测手段。
1.3 保持风机在额定转速条件下设计试验
用手动的调节方式控制直接空冷系统风机处于额定转速下运行, 文章采用恒定功率为50Hz, 结果表明在环境温度较低的冬季系统真空度下降速率均匀, 而在环境温度较高的夏季则结果不够准确, 因此此方法具有一定的局限性。
2 直接空冷机组漏空原因分析
2.1 直接空冷机组本身质量问题
由于直接空冷机组的生产厂家很多, 而目前又没有一个标准的检验标准, 再加上空冷机组本身的体积较大, 组成较为复杂, 管道、阀门较多, 交界处如果不能做到完全的严密就会影响整个机组的真空严密性。
2.2 安装质量不合格
直接空冷机组的体积大、重量大, 并且空冷机组与汽轮机组之间的距离较大, 因此导致直接空冷机组的安装工程较为复杂, 与此同时由于安装方面的技术人员相对短缺, 且业主方对安装工期要求较高, 容易造成安装质量不合格, 因此给机组漏空埋下隐患。
2.3 相关配套系统设置不科学
在我国直接空冷系统应用的时间并不长, 无论是设计还是运行都缺乏相关经验, 因此很多时候在直接空冷系统的配套系统设计方面还仍然沿用了同类型湿冷机组的设计方案, 例如, 300MW直接空冷机组低压轴封系统, 轴封冷却器设计采用湿冷机组冷却面积, 轴封母管管径偏小。致使空冷机组背压偏高, 当提高轴封压力时, 轴封冷却器不能冷却高背压下的轴封漏汽量, 产生轴封溢汽量过大, 而为了防止油中进水, 必须将轴封压力降低, 因此容易导致低压轴封产生漏空。
2.4 运行过程中环境因素的影响
由于直接空冷机组在我国北方地区应用的较广, 因此主汽参数、排气参数等要根据环境温度的影响不断调节, 例如, 在冬季环境温度处于零下时, 空冷岛对风机风量要求很低, 甚至不需要风机运转, 反而需要采取相应的措施使系统可以回暖, 避免防冻, 如果防冻措施采取不当或者未采取措施, 就会导致空冷散热器管束以及拐角焊接处冻裂, 从而出现漏空现象。
3 直接空冷机组防漏空措施
3.1 对直接空冷机组制造进行质量监督
在直接空冷机组出厂前对其各个部件及整体进行质量检验和测试, 防止有漏焊、松动等现象, 以确保系统质量优良。
3.2 直接空冷机组安装过程的质量控制
在机组安装过程中不可为单纯的缩短工期而牺牲质量, 对安装进行全过程的监督, 并做好质量验收工作。
3.3 科学设计配套设施
要不断探索, 并借鉴国外先进经验, 对直接空冷机组的配套设施要科学设计, 使之与空冷机组的运行相搭配, 使系统运行更加科学。
4 结束语
直接空冷机组出现漏空现象会导致其无法满发运行, 严重影响系统运行的安全性和经济性, 因此在实际工作中应当不断探索适合当前实际情况的检验系统真空严密性的方法, 并采取相应措施防止直接空冷机组出现漏空现象, 做到防患于未然。
参考文献
[1]刘邦泉.直接空冷机组的真空严密性试验方法及标准[J].华北电力技术, 2004.
[2]赵维忠.直接空冷系统的真空严密性与冬季防冻的初步探讨[J].电力技术, 2009.
[3]续宏.直接空冷机组真空严密性试验方法及漏空原因分析探讨[J].热力透平, 2008.