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汽輪機輔機介紹之凝汽器

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汽輪機輔機介紹之凝汽器

發布日期:2020-06-11 作者: 點擊:

  凝汽器作為凝汽式汽輪機組Z主要的凝汽設備,其任務是在汽輪機排汽口建立並保持高度真空,把汽輪機的排汽凝結成水,通過凝結水泵送至除氧器,形成供給鍋爐的給水;凝汽器真空的好壞會直接影響機組正常工況的運行,可以說凝汽器運行效果的優劣直接會影響到汽輪機組的安全、經濟、高效運行。

  一.凝汽器的工作原理

  凝汽器中的真空的形成主要原因是由於汽輪機排出的乏汽被冷卻凝結成水,其比容急劇縮小。如蒸汽在絕對壓力4Kpa時蒸汽的體積比水的體積大3萬多倍,當排汽凝結成水後,體積就大為縮小,使凝汽器形成高度真空。

  二.凝汽器的作用

  凝汽器是使驅動汽輪機做功後排出的蒸汽變成凝結水的熱交換設備。蒸汽在汽輪機內完成一個膨脹過程後,在凝結過程中,排汽體積急劇縮小,原來被蒸汽充滿的空間形成了高度真空。凝結水則通過凝結水泵經給水加熱器、給水泵等輸送進鍋爐,從而保證整個熱力循環的連續進行,其作用如下:

  1)在汽輪機排汽口造成較高真空,使蒸汽在汽輪機中膨脹到Z低壓力,增大蒸汽在汽輪機中的可用焓降,提高循環熱效率;

  2)將汽輪機的低壓缸排出的蒸汽凝結成水,重新送回鍋爐進行循環;

  3)匯集各種疏水,減少汽水損失。

  4)凝汽器也用於增加除鹽水(正常補水)

  三.凝汽器真空形成和維持必須具備的條件

  ①凝汽器銅管必須通過一定的冷卻水量;

  ②凝結水泵必須不斷的把凝結水抽走,避免水位升高,影響蒸汽的凝結;

  ③抽氣器必須把漏入的空氣和排汽中的其它不凝結氣體抽走。

  四.凝汽器的端差

  凝汽器壓力下的飽和水蒸氣溫度與凝汽器冷卻水出口溫度之差稱為端差。

  對一定的凝汽器,端差的大小與凝汽器冷卻水入口溫度、凝汽器單位麵積 蒸汽負荷、凝汽器銅管的表麵 潔淨度,凝汽器內的漏入空氣量以及冷卻水在管內的流速有關。一個清潔的凝汽器,在一定的循環水溫度和循環水量及單位 蒸汽負荷下就有一定的端差值指標,一般端差值指標是當循環水量增加,冷卻水出口溫度愈低,端差愈大,反之亦然;單位蒸汽負荷愈大,端差愈大,反之亦然。實際運行中,若端差值比端差 指標值高得太多,則表明凝汽器冷卻表麵銅管汙髒,致使導熱條件惡化。

  端差增加的原因有:

  ①凝器銅管水側或汽側結垢;

  ②凝汽器汽側漏入空氣;

  ③冷卻水管堵塞;

  ④冷卻水量增大等。

  五.凝汽器真空的影響因素及常見故障分析

  1、 機組啟動中造成凝結器真空緩慢下降的原因

  在汽輪機組正常運行中,造成凝結器真空緩慢下降的原因有多方麵主要有以下五點:

  1.1汽輪機軸封壓力不正常

  (1)表征:機械真空表、真空自動記錄表的指示值下降、汽輪機的排汽缸溫度的指示值會上升。

  (2)原因:在機組啟動過程中,若軸封供汽壓力不正常,則凝結器真空值會緩慢下降,當軸封壓力低時,汽輪機高、低壓缸的前後軸封會因壓力不足而導致軸封處倒拉空氣進入汽缸內,使汽輪機的排汽缸溫度升高,凝結器真空下降。而造成軸封壓力低的原因可能是軸封壓力調節伐故障;軸封供汽係統上的閥門未開或開度不足。

  (3)處理:當確證為軸封供汽壓力不足造成凝結器真空為緩慢下降時,值班員必須立即檢查軸封壓力、汽源是否正常,在一般情況下,隻需要將軸封壓力調至正常值即可。若是因軸封汽源本身壓力不足,則應立即切換軸封汽源,保證軸封壓在正常範圍內即可,若是無效,則應該進行其它方麵檢查工作。

  1.2 凝結器熱水井水位升高

  (1)表征:機械真空表、真空自動記錄表、汽輪機的排汽缸溫度的指示值下降、而凝結器電極點、就地玻管水位計值會上升。

  (2)原因:凝結器的熱水井水位過高時,淹沒凝結器銅管或者凝結器的抽汽口,則導致凝結器的內部工況發生變化,即熱交換效果下降,這時真空將會緩慢下降。而造成凝結器的熱水井水位升高的原因可能是除鹽水補水量過大;機組#4低加凝結水排水不暢;凝結水係統上的閥門開度不足造成的。

  (3)處理:當確證為凝結器的熱水井水位升高造成凝結器真空為緩慢下降時,值班員必須立即檢查究竟是什麽原因使凝結器真水位上升,迅速想辦法將凝結水位降至正常水位值。

  1.3 凝結器循環水量不足

  (1)表征:機械真空表、真空自動記錄表的指示值會下降,汽輪

  機的排汽缸溫度的指示值上升,凝結器循環水的進、出口會波動,凝結器循環水的進、出口水溫度會發生變化(進口溫度正常,出口溫度升高)。

  (2)原因:當循環水量不足時,汽輪機產生的泛汽在凝結器中被冷的量將減小,進而使排汽缸溫度上升,凝結器真空下降,造成循環水量不足的原因可能是循環水泵發生故障;循環水進水間水位低引起循環水泵汽化,使循環水量不足;機組凝結器兩側的進、出口電動門未開到位;在凝結器通循環水時,係統內的空氣未排完。

  (3)處理:當確證為凝結器循環水量不足造成凝結器真空為緩慢下降時,值班員應迅速匯報班長,同時,聯係循環水泵人員檢查循泵運行是否正常,進水間水位是否正常。迅速到就地檢查機組凝結器的兩側進、出口電動門是否已經開到位,兩側進、出口壓力是否波動。

汽輪機.png

  1.4 處於負壓區域內的閥門狀態誤開(或誤關)

  (1)表征:機械真空表、真空自動記錄表、汽輪機的排汽缸溫度的指示值下降,發生的時間之前,值班人員正好完成與真空係有關操作項目。

  (2)原因:由於機組啟動過程中,人員操作量大,在此過程中難免會發生操作漏項或是誤操作的情況,這是造成此類真空下降的主要原因。

  (3)處理:當確證為處於負壓區域內的閥門狀態誤開(或誤關)造成凝結器真空為緩慢下降時,值班人員應迅速將剛才所進行過的操作恢複即可。

  1.5 軸封加熱器滿水或無水

  (1)表征:機械真空表、真空自動記錄表的指示值會下降,汽輪機的排汽缸溫度的指示值上升,若是軸封加熱器滿水,則汽輪機的高、低壓缸前、後軸封處會大量冒白汽,而此時軸封壓力會上升,嚴重時,造成軸封加熱器的排汽管積水,使軸封加熱器工況發生變化,導致真空下降;若是軸封加熱器無水,則大量的軸封用汽在軸封加熱器中未進行熱交換就直接排入凝結器內,增加了凝結器的熱負荷,導致真空下降。

  (2)原因:在機組啟動過程中,由於調整不當或是軸封係統本身

  的原因使軸封加熱器滿水或是無水,將導致凝結器真空下降,造成軸封加熱器滿水或是無水的原因可能是軸封加熱器銅管泄漏;軸封加熱器至凝結器熱水井的疏水門開度不足,或是疏水門故障;抽汽逆止門的回水門開度過大;軸封加熱器汽側進、出口門開度不足,疏水量減少,使軸封加熱器無水。

  (3)處理:當確證為軸封加熱器滿水或無水造成凝結器真空為緩慢下降時,司機迅速通知副司機檢查軸封加熱器的水位是否正常,若是滿水則開啟軸封加熱器汽側排汽管上的放水門排水至有蒸汽流出為止,同時檢查軸封加熱器的汽側疏水門是否已達全開位置。若是軸封加熱器無水,則將軸封加熱器的水位調至1/2即可。

  在汽輪機機組啟動過程中,經常碰到的凝結器真空緩慢下降的原因就是這種。當然,這不是絕對的,但是應該遵循這樣的原則:當凝結器真空緩慢下降時,值班員應根據有關儀表,表征,工況進行綜合判斷,然後進行相應的處理。

  2、 機組正常運行中凝結器真空緩慢下降的原因

  2.1 射水池的水溫升高,抽氣器工作失常

  (1)表征:凝結器的真空值與某時期相比較有所下降,或早晚間真空值存在差值。若用電子測溫儀或用手摸射水池水時,水溫偏高,射水抽氣器的下水管的溫度也同樣偏高。

  (2)原因:在汽輪機機組運行過程中,由於季節的變化或是其它因素使射水池的水溫升高,在抽氣器的噴嘴處可能會發生汽化現象,從而使抽氣工作失常,凝結器中的不能凝結氣體不能及時排出,導致真空下降。造成射水池水溫上升的原因可能是夏季環境溫度引影響;熱力係統內有熱源排入射水池內,使水溫升高。

  (3)處理:當確證為射水池水溫升高造成凝結器真空緩慢下降時,適當開啟射水池補水門進行射水池換水工作,降低水溫。必要時檢查熱力係統與其相關連的閥門是否關閉嚴密,即可。

  2.2 軸封加熱器排汽管積水嚴重

  (1)表征:當排汽管積水時,軸封加熱器排汽管的外壁溫度偏低,嚴重時,高、低壓缸前後軸封處會大量冒白汽,這時,機組凝結器真空開始緩慢下降。

  (2)原因:當軸封加熱器排汽管積水時,使排汽的通流麵積減少,軸封供汽係統工作失常,導致真空下降。造成軸封加熱器排汽管積水的原因可能是軸封加熱器水位升高;排汽至射水抽氣器下水管上的閥門故障;軸封蒸汽母管帶水;季節變化(如天氣變冷)。

  (3)當確證為軸封加熱器排汽管積水造成凝結器真空緩慢下降時,機組人員應迅速地將軸封排汽母管上的放水門全開,進行排水工作,直至水排完為止。必要時開啟軸封母管端頭疏水門排水,即可。

  2.3 凝結器汽側抽氣管積水

  (1)表征:當凝結器汽側空氣管積水時,凝結器甲、乙汽側空氣管的管壁及腔室疏水管的管壁的溫度相對於正常時約低,而射水抽氣處抽氣器的外壁溫度則相對升高。

  (2)原因:當凝結器汽側空氣管積水時,使抽氣器空氣管的通流麵積相對減小,導致凝結器真空緩慢下降。造成凝結器汽側空氣管積水的原因可能是機組啟動時,抽氣器空氣管疏水不及時;季節變化(如天氣變冷);抽氣器倒拉水進入空氣管。

  (3)處理:當確證為凝結器汽側空氣管積水造成凝結器真空緩慢下降時,機組人員應迅速匯報班、值長,然後進行凝結器空氣管拉水工作。此項工作不是經常進行的,因此,應做好相應的安全措施之後,再開始進行操作,具體的方法是:①匯報值長同意,若機組負荷為100MW則適當將負荷減至80MW運行,記錄工作前的有關參數(真空、排汽溫度、軸封壓力等);②緩慢關閉該機組運行中的射水抽氣器空氣門,注意真空下降的程度,必要時適當將機組負荷減少部分;③當空氣門關完之後,稍開真空破壞門停留時間不超過60秒,緊接著又迅速關閉真空破壞門;④迅速將射水抽氣器空氣門全開,恢複至正常狀態;⑤匯報值長,將機組負荷加至100MW運行即可。

  2.4 凝結水位升高

  (1)表征:凝結器電極點、就地玻管水位計指示升高,凝結水泵出口壓力升高,運行的凝結水泵電流升高達極限值。凝結水過冷度增大。

  (2)原因:在正常運行中,造成機組的凝結器水位升高的原因可能是除鹽水補水量過大;凝結器銅管泄漏;凝結水再循環電動門誤開或關不到位;低壓加熱器疏水泵出口壓力過高和除氧器壓力過高(排擠凝結水)。

  (3)處理:當確證為凝結水位升高造成凝結器真空緩慢下降時,值班員應迅速查明造成凝結器水位升高的原因,將凝結器水位降低即可。

  2.5 工作過程中發生失誤造成凝結器真空緩慢下降

  (1)表征:類似的情況發生時,凝結器真空機械真空、自動記錄

  表的指示值下降速度會出現兩種象征:①凝結器真空緩慢下降,汽輪機的排汽缸溫度上升,凝結器電極點水位計的指示值上升,凝結水泵電流和凝結水母管壓力會升高;②凝結器真空急劇下降時,汽輪機的排汽缸溫度上升較快,機組運轉聲突變;凝結器電極點水位計的指示值上升同樣較快(若是誤關循環水係統的閥門,則機組的凝結器循環水壓力將會發生變化)。

  (2)原因:由於運行人員或檢修人員在工作過程中發生失誤,使凝結器真空緩慢或急劇下降,造成凝結器真空緩慢或急劇下降的原因可能是運行人員在正常操作中對係統或是其它原因誤開、誤關與真空係統有關的閥門;檢修人員在進行與真空係統有關的檢修工作時,擅自誤開、誤關閥門。

  (3)處理:當確證運行人員或檢修人員工作失誤造成凝結器真空緩慢或急劇下降時,值班人員應沉著冷靜地迅速將事發前所進行的操作全部恢複。若是判斷為檢修人員在時進行檢修工作造成的,則迅速到就地將檢修人員擅自誤開、誤關閥門的閥門關閉即可。

  2.6 做真空係統的安全措施時凝結器真空緩慢下降

  (1)表征:凝結器真空緩慢下降,汽輪機的排汽缸溫度上升,凝結器電極點水位計的指示值上升。

  (2)原因:在做與真空係統有關的安全措施的過程中,當真空係統閥門關不嚴密的因素存在時,凝結器真空緩慢下降,造成的原因可能是處於負壓區的設備或閥門有空氣被拉入凝結器內,使真空緩慢下降。

  (3)處理:當確證為是因做安全措施而引起凝結器真空緩慢下降時,值班員應迅速將所的安全措施恢複即可。

  2.7 運行中機組低壓加熱器汽側無水

  (1)表征:凝結器真空緩慢下降,汽輪機的排汽缸溫度上升,凝結器電極點水位計的指示值上升,就地檢查可以發現運行中的低壓加熱器玻管水位計無水位指示。

  (2)原因:機組正常運行中,由於人員疏忽大意或是工況發生變化時未能及時調整低壓加熱器的水位,導致低壓加熱器無水位運行,這時由於低壓加熱器無水位,抽汽未能進行熱交換就直接排向凝結器熱水井,使凝結器熱負荷增大,真空下降。

  (3)處理:當確證為是運行中機組低壓加熱器無水導致凝結器真空緩慢下降時,值班員隻要將低壓加熱器調整至有水位顯示即可。

  3 、機組事故處理中凝結器真空緩慢下降的原因

  3.1 軸封壓力過低

  (1)表征:凝結器真空緩慢下降,汽輪機的排汽缸溫度上升,凝結器電極點水位計的指示值上升,與軸封壓力有關的表計指示值下降。

  (2)原因:當機組發生事故時,由於多種因素會導致軸封壓力下降。例如,單機運行或兩台機組運行時,在事故處理過程中由於處理不當,造成軸封壓力下降壓力下降,使凝結器真空緩慢下降。

  (3)處理:按下列幾種情況進行處理:①單機運行發生事故的時,若發生軸封壓力下降,凝結器真空緩慢下降,這時除氧器人員必須立即與鍋爐司水聯係,將吹灰汽源倒至汽平衡母管,同時,迅速關閉該除氧器汽平衡門,以保證軸封壓力正常。②兩台機組運行時,若壹台機組發生事故,則視除氧器的壓力高、低而決定是否倒吹灰汽源,當除氧器的壓力太低不能保證軸封用汽時,則應迅速與鍋爐司水聯係,將吹灰汽源倒至汽平衡母管,同時,迅速關閉該除氧器汽平衡門,以保證軸封壓力正常。③多台機組運行時,若某台機組發生事故,而其它機組運行正常,則不需要倒吹灰汽源,因為汽平衡母管是聯通的,軸封汽源受到的引響不會太大。因此,不必倒吹灰汽源,隻要將處於正常運行機組的除氧器壓力調高即可。④多台機組運行時,若全部機組同時發生事故,則此時各單元除氧器人員必須迅速與鍋爐司水聯係,將吹灰汽源倒至汽平衡母管,同時,迅速關閉該除氧器汽平衡門,以保證軸封壓力正常。

  無論是何種情況下,當吹灰汽源不能迅速倒至汽平衡母管時,機組人員,應迅速將軸封汽源倒為本機組供給即:開啟主蒸汽一次大路門→開啟新蒸汽一、二次門→關閉法蘭螺栓加熱裝置排汽總門→開啟法蘭螺栓加熱裝置低溫汽源門→關閉軸封汽源母管分段門→用軸封壓力表調節閥控製好軸封壓力→此過程中必須注意的是:加強疏水→以防管道振動。

  3.2凝結器熱水井滿水

  (1)表征:凝結器真空緩慢下降,汽輪機的排汽缸溫度上升,凝結器電極點水位計的指示值上升,凝結水母管壓力升高達1 及以上,凝結消耗泵電流上升達極限值。

  (2)原因:由於在事故狀態下,設備或人員的因素會使凝結器熱水井滿水,而造成滿水的原因可是凝結水泵跳閘;凝結水泵跳閘之後因逆止門關不嚴,使凝結水係統中的倒回熱水井造成滿水;除氧器補水量過大;或是循環水泵跳閘(短時內恢複運行)。

  (3)處理:當確證為凝結器熱水井滿水造成凝結器真空緩慢下降時,值班員就迅速想法將凝結器熱水井的水位降至正常水位。

  3.3 調漏至七抽手動門調整不及時

  (1)表征:凝結器真空緩慢下降,汽輪機的排汽缸溫度上升,凝結器電極點水位計的指示值上升。

  (2)原因:當機組發生事故時,由於主蒸汽流量變化,凝結器內部工況同時也發生變化,使汽輪機高低壓軸封處倒拉空氣進入凝結器,真空下降。

  (3)處理:當確證為調漏至七抽手動門調整不及時造成凝結器真空緩慢下降時,當班人員迅速到就地適當關小調漏至七抽手動門即可。

  3.4 除鹽水係統故障或其補水管路及閥門檢修中的原因

  在正常運中,也曾發生過因除鹽水係統故障而造成凝結器真空緩慢下降的異常現象。

  (1)表征:凝結器真空緩慢或急劇下降,汽輪機的排汽缸溫度上升,凝結器電極點水位計的指示值上升。

  (2)原因:這種情況大都是除鹽水泵跳閘;除鹽水係統閥門誤關(或故障);進行檢修工作時引起的。空氣被拉入凝結器的簡意線路圖是:

  前提條件是除氧器除鹽水補水調節閥進出及調節伐均處於開啟位置,發電機內冷水箱除鹽水補水門開啟部份,則當除鹽水係統故障時,空氣是這樣進入凝結器的:空氣從內冷水箱頂部排氣管→除鹽水調節閥管路→進入凝結器喉部→導致大空氣被拉入凝結器內→凝結器真空緩慢或急劇下降(若檢修處理調節伐及調節閥進出口門時)。

  (3)處理:當確證為除鹽水係統故障,或在除鹽水補水管路,適當減負荷運行,立即到就地查看,必要時關閉有關閥門,若判斷為除鹽水泵閥門檢修工作過程中,造成凝結器真空緩慢下降時,機組人員應迅跳閘,則聯係化學啟動備用除鹽水泵運行即可。


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