火力发电厂凝汽器真空问题探讨

工 业 技 术
火 力发电 凝汽器真空问 讨 厂 题探
王 达
（ 中电 国华神木发 电有 限公 司， 陕西 神木 ７ ９ １ ） １３ ６
摘 要 ： 凝 汽 器真 空形成 原理 及 影响机 组 真 空的主 要 因素 ， 分析 结合 中电国华神 木发 电有 限责任 公 司 的 ２台 ＩＯ ＯＭＷ 机 组真 空 系统 ， 曾存在 的 问题 以及 所采 取 的措施 ， 出改 善 办法 ， 提 以供借 鉴 。
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ｈ、 － ｈ 一一蒸 汽和凝 结水的 比晗，］ ｇ ｋｋ ； ／ ｈ 、 — ｈ 冷却水进 口、 出口比焓， ／ ｋｋ Ｊｇ
ｔｊ ： 冷却水进、 温度 — 、 ． 出口 ｃ ） １ｇ ｝ 是 蒸汽凝结时放出一 Ｉ ＝００ ｈ －Ｏ Ｄ ｈ２ Ｏ
即 １７ （， １ ｔ Ｄ ８ ￣ ８／ ｔｃｔ ５ ｃ 因此有 一 生 ～（ ， 二 循环倍翠 ｒ 二 ） ｎ ＝
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式中 Ｑ 一一— ＿ 凝汽器的传热量， ／； ｋｈ Ｊ ， 厂 ）、） 一 ～ 进入 凝 汽器 的冷 却 水量 与 蒸 汽
热。 对手高真空下的凝汽器来说比焓差 ） 变
动范 围很小 ， 一般在 ２４ －２０ｋｋ 左右， １０２２ Ｊ ｇ － ／ 可以 看出 ， 冷却水温 升 △ 大小主要取 决于循环倍 率 ｔ
循环冷却水 由入 口温度 逐 渐吸热上升 到 出 口温度ｔ 冷却水温升 △ｆ Ⅳ 。 汽凝结 状况， ， 、 ｒｔ １蒸 影响冷却塔工作情况的因素有： 温度 ｔ与冷却水 出 口温度 ｔ２ 差称为凝汽器 ｓ ｗ之 （）凉水塔填料破损 和结垢等造成换 热面 １ 的传热 端差 ， ８表示 ， ￣－ － ２ 用 ｔ 即 ｔｓｔ 。 ｔｗ 积降低 那么 ，在主凝 结 区蒸汽 的凝结 温度 为 ：＝ ｔ Ｓ 由于水流 的冲刷 和填料本身质量 问题 发生 ｔ ＋ＡｔＳ ｗｌ ＋ｔ 脆裂 ， 造成填 料运行 中破 裂 ， 短路水 流 ， 形成 未 由于凝汽器 中还存 在不凝结气体 ，所以凝 经换热过程 ， 直接排入水池 。 汽器总压力 实际上是凝 汽器中蒸汽分压 和不 凝 由于水质差 ，填料表 面沉积 泥沙和填料 内 结 气体分压 之和 ，抽气器 的作 用就是抽 出不 凝 积垢 造成填料堵 塞 ， 空气与填料接触 面积减小 ， 结 气体 、 降低不凝 结气体的分 压 ， 同时减小换 热 换 热效果下 降。（） ２配水管及 喷嘴存 在的问题 。
Ｐｃ Ｐｓ Ｐａ ＝ ＋
端差 。真 空的低限是蒸 汽冷凝 时的饱和压力。 提高机组真 空的途径主要是尽量减小 凝汽 器 中不凝结 气体 和降低 蒸汽冷凝温度。 凝汽器端差是反 映凝汽器热交换状况 的主 要 技术指 标 ， 同条件下 ， 相 端差增 大 ， 明凝 汽 说 器汽侧存 了较多空气 ， 妨碍 了传热管 的热水 交 换， 更主要说 明凝汽器传热管 内侧 表面脏 污 ， 造
式 中 Ｋ— ． 热 系 数 ，Ｊｍ ｈ・ ） ｋ（ ２・ Ｋ ； Ａ一 ｃ — 换热 面积 ， 以看 出， ｍ。可 凝汽器运 行 中传热端 差 ６与蒸 汽量 Ｄ 成正 比 ，与冷却水 ｔ ｃ 量Ｄ ｗ成反 比， 与换热面积 Ａ 和传热系数 Ｋ有 ｃ 关。 ３凝汽器真 空低 的原因分 析 ３ 机组真空系统空气渗漏 ． １ 空气可 以通过两个 渠道漏人凝汽器 ： 一是 通过机组真 空系统的不严密处 漏人 ，另一个 是 随 同蒸汽 一起进入凝汽器 。由于锅炉给水经 过 多重 除氧 ， 以后者数量很少 。因此 ， 出的空 所 抽 气主要是通 过机组负压状态部 件的不严密处漏 入。 了凝汽器 自身的严密 ｌ外 ， 与凝汽 器 除 生 还有 相关联系统 的严密 胜， 它们包括 给水加热器 、 疏 水扩 容器 、 抽空 气管 、 封 、 低加 轴 向空排汽 的管 道以及凝结泵 、 疏水泵等至凝汽器的空气管 。 空 气大量漏 人凝汽器 ， 凝汽器 内压 力增 大 ， 使 传热 恶化 ， 同时使抽气设 备过载 ， 凝结水过 冷度及 含 氧量急剧增加 ， 凝汽器真空度 ， 凝汽器设 破坏 使 备无 法正常工作 。 ３ ２凝汽器铜管结垢 凝汽器严重结垢 的主要原 因为循环水 的水 质 差 。由于循环水 质的大幅度下 降 ，使得凝汽 器 、 填料结垢 严重 ， 效率下 降 ， 次 网 水塔 换热 二 堵塞。 凉水塔填料 出现大 量破损 ， 有一些进入 系 统 后在二 次滤 网处沉积堵塞 ， 造成循 环水系统 阻力增加 ， 流量下 降 ， 汽器热量不能 被带走而 凝 使得 真空 下降。 ３ 循 环水系统 ３ 由热平衡方程可 以知道 ， 汽器真空除 了 凝 漏 人空气 ， 还与循环水 流量 、 水温度及传 热效 进 果 等有关 。 ３ ．冷却水进 口温度 ．１ ３ 在其 它条Ｙ ￣ ， － 同 冷却倍 率不变时 ， Ｃ ４ 冷却水 进 水温度越低 ， 汽温度也越低 ， 汽器真空 排 即凝 就 越高。 冷却 水进 口温度主要取决 于冷却 塔的工作
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一１
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凝汽器 内的真 空实际上是凝汽器 内汽液共 存状态下 的饱和压力 。凝 汽器 内的压力是 由排 汽的冷凝 温度来确定 的 ，此温度由热平衡 和换 热器 的端差决定 。 根据凝汽器 内传 热的热平衡方程 ， 汽在 蒸 凝结 时放 出的热量 应等 于冷却水 吸 收的热量 ，
关键 词 ： 汽 器； 空； 法； 凝 真 方 措施
中 图 分 类 号 ： Ｇ３ ３１ Ｔ ３ ．１ 文献 标识 码 ： Ａ
ｌ 凝汽器真 空度对机 组运行安 全 陛和热 经 济 胜有很大影响 。 在运行 中， 凝汽器工作状态恶 化 将直接引起 汽轮机热耗 、汽耗增 大和出力 的 降低 。另外 ，真空下 降使汽轮机排汽缸 温度升 高 ， 汽机轴 承中心偏移 ， 引起 严重时还 引起汽轮 机组 振动。 为保证机组 出力不变 ， 降低时应 真空 增加 蒸汽流量 ， 这样导 致了轴 向推力增 大 ， 使推 力轴 承过负荷 ， 影响机 组安全运行 ， 同时机 组 的 经 济 ｌ降低 ，根据 《 生 火电厂节能工程 师培训教 材 绍 的实验数值 ， 每降低 １ 影 响汽轮 真空 ％， 机热 耗率增 加 ０ ６ 影响供 电煤耗 增加 ３ ８ ． ％， ８ ４ ｋ ｈ Ｗ・。为此 ， 公司先后做 了一些改进工作 ， 使机 组真 空有 了较大的改善。 因为设备 、 但 管道老化 及原先设 计的原 因，凝 汽器真空低 的问题 依然 存在 ， 国内先进水平相 比仍 有差距 。因此 ， 与 对 真空度进行分析 和处理 十分必要。 ２ 真空分析 的理论依据 影响真空值大小 有两方面 ：凝汽器湿饱 和 蒸汽 的压 力 Ｐ（ｓ ｓ 与运 行 中凝 汽器 的热力 特 陛 Ｐ 有 关 ）凝汽 器 中不凝 结气体 的份 量 ＰａＰ 与 ； （ａ 真空 系统的空气泄 漏量 和真空泵 的运 行出力有 关） 。根据道 尔顿定律 ， 混合物 的总压力 为构成 混合物诸气体 的分压力之和 ，则凝汽器压力 Ｐ ｃ 为：