影響凝汽式汽輪機真空度因素分析

真空度 鄭文永 青島安邦煉化有限公司

  離心式富氣壓縮機是催化裂化裝置的心臟,是確保催化裂化裝置安全平穩運行的核心設備。而作為它的驅動設備凝汽式汽輪機則是心臟中的心臟。保持合格的真空度是凝汽式汽輪機正常運轉的關鍵條件之一,凝汽器的真空度是影響汽輪機效率的重要因素,對整個汽輪機組的熱經濟性影響較大。真空度的保持和建立一般有幾個影響因素。為此,從抽氣器抽氣效果、凝汽器端差、循環水溫升和凝汽器換熱效果的角度,分析了影響凝汽器真空的因素,通過查找資料并參考一些汽輪機機組實際問題的分析處理方法,總結了幾點影響凝汽器真空度下降的原因。

1、凝汽器端差

  凝汽器壓力下的飽和溫度(凝結水溫)與循環冷卻水出口溫度之差稱為端差。

  理論上,端差越低越小,但實現困難,實際上綜合循泵耗功(電)、復水器換熱體積,最佳換熱流速(及流量),確定出一定(4-6、6-8度)的經濟控制指標。影響凝汽器運行狀況的好壞的一個重要因素是凝汽器傳熱端差值的變化,端差值的變化可作為判別凝汽器運行狀態的依據。運行中凝汽器端差值越小,則運行情況越好,汽輪機的熱效率就會越高。

  從凝汽器實際的運行情況分析,凝汽器傳熱端差值越小對凝汽器的經濟運行越是有利的,端差小,說明循環水吸收的熱量多,凝汽器銅管的傳熱情況好,同一循環水流量可以獲得相對較高的凝汽器真空度;在循環水流量,壓力等參數不變,汽輪機負荷恒定的情況下,若端差值變大,則說明凝汽器銅管的傳熱效果變差。導致凝汽器銅管傳熱效率變差原因有兩點:一是銅管表面的污染嚴重,因此嚴重影響傳熱效率的提升;二是由于真空系統不嚴密漏空氣或抽氣器工作不正常導致真空度下降,使銅管外表面形成空氣膜因此阻礙了傳熱。因此,一般可把端差的大小作為凝汽器銅管清潔度及漏空氣的一項重要的依據;凝汽器銅管傳熱量的增加,導致凝汽器真空上升,端差則有所增加。分析端差要在相同負荷,冷卻水溫度,冷卻水量與正常情況下(即凝汽器銅管清潔,真空嚴密性良好)的數值進行比較。實際生產中若發現端差升高較快,往往是由于抽氣器工作不正常,或者真空系統嚴密性差引起的。若端差值逐漸升高,則一般是由于凝汽器銅管表面清潔引起的。

2、真空系統嚴密性

  2.1、凝汽器中空氣量的來源

  凝汽器的空氣產生原因存在兩個方面:一方面由新蒸汽帶入汽輪機的,因鍋爐給水是除氧水,因此蒸汽中攜帶的空氣量相當的少;另一方面是處于真空狀態下的汽輪機各級密封面、凝結水回收系統、排汽缸、凝汽器各連接密封面等不嚴密處漏入的,這是空氣的主要來源。在真空系統嚴密性正常時漏入凝汽器的空氣量不到蒸汽量的萬分之一,即使量很小但對真空系統造成的危害是很大的。空氣進入后會阻礙蒸汽放熱,使凝汽器傳熱系數減小,端差增大從而使真空下降。

  2.2、真空系統嚴密性的影響因素

  造成汽輪機真空低的主要原因是真空嚴密性差,結合實際的調整經驗,真空系統易泄漏空氣的薄弱環節有以下幾點:

  (1)凝汽器熱井各連接法蘭、玻璃板液面計易出現缺陷,漏入空氣的現象,造成真空嚴密性下降。

  (2)軸向蒸汽密封,汽封間隙的大小、汽封的完好程度也是造成軸封泄漏的重要因素。

  (3)采用迷宮式水封的給水泵,其密封水排至凝汽器,水封無法有效建立,導致空氣漏入。

  (4)凝汽器防爆門、凝汽器入口法蘭面、凝汽器各連接法蘭等也經常由于密封不嚴,漏入空氣。

  (5)凝結水泵進口法蘭、凝結水泵水封泄漏也經常導致漏入空氣。

  (6)真空系統管道各連接法蘭,閥門盤根、壓蓋等易導致漏入空氣。

  (7)部分低壓管道上的疏水閥、排汽閥,關閉不嚴,導致真空泄漏。

3、真空抽氣器

  抽氣器的概念相信大家都知道,我們在日常的生活之中也經常能夠看見相似的原理生產出來的一些與我們生活息息相關的用具,比如注射器我們也可以看作是一個抽氣器,而真空抽氣器則主要是在機組運行的時候通過它能將機組里面的空氣抽調,讓他形成一個密閉的真空區間,抽汽設備主要分為兩種:一種是分射流式抽氣器,而另一種是容積式抽氣器。影響抽氣器工作效率的主要因素有以下幾點:

  (1)抽氣器蒸汽噴嘴堵塞。當蒸汽品質不良,使噴嘴孔內積有水垢,通汽截面縮小,則容易發生堵塞,使抽氣器的工作效率降低,造成真空下降。

  (2)抽氣器冷卻水量不足或冷卻水溫度過高,抽氣器中部分蒸汽凝結受阻,由排氣口冒出大量白色蒸汽,導致抽氣器效果明顯降低,嚴重影響真空度。這種現象多發生在機組啟動過程中或低負荷運行中。

  (3)冷卻器內銅管破裂。由于銅管外壁與蒸汽和空氣混合物接觸,往往容易受到沖擊而損壞,銅管損壞后,冷卻水漏入汽側,造成汽側滿水,嚴重影響抽氣效果。

  (4)抽氣器銅管結垢,冷卻水質量差,銅管內壁結垢嚴重影響換熱效率,導致抽氣器效果差。

  (5)真空系統嚴密性差。漏入空氣量過多,超出抽氣器的負載能力,影響真空度。

  (6)抽氣器一二級間密封墊片,一二級間密封墊片損壞導致一二級串通,導致凝結水排水不暢,汽側滿水影響抽氣效果,破壞真空度。