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汽轮机辅机介绍之凝汽器

点击次数:   更新时间:2020-03-16 15:12:03     来源:www.hdlyjxb.com关闭分    享:


   凝汽器作为凝汽式汽轮机组最主要的凝汽设备,其任务是在汽轮机排汽口建立并保持高度真空,把汽轮机的排汽凝结成水,通过凝结水泵送至除氧器,形成供给锅炉的给水;凝汽器真空的好坏会直接影响机组正常工况的运行,可以说凝汽器运行效果的优劣直接会影响到汽轮机组的安全、经济、高效运行。 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于汽轮机排出的乏汽被冷却凝结成水,其比容急剧缩小。如蒸汽在绝对压力4Kpa时蒸汽的体积比水的体积大3万多倍,当排汽凝结成水后,体积就大为缩小,使凝汽器形成高度真空。 


二.凝汽器的作用

凝汽器是使驱动汽轮机做功后排出的蒸汽变成凝结水的热交换设备。蒸汽在汽轮机内完成一个膨胀过程后,在凝结过程中,排汽体积急剧缩小,原来被蒸汽充满的空间形成了高度真空。凝结水则通过凝结水泵经给水加热器、给水泵等输送进锅炉,从而保证整个热力循环的连续进行,其作用如下:

1)在汽轮机排汽口造成较高真空,使蒸汽在汽轮机中膨胀到最低压力,增大蒸汽在汽轮机中的可用焓降,提高循环热效率;

2)将汽轮机的低压缸排出的蒸汽凝结成水,重新送回锅炉进行循环;

3)汇集各种疏水,减少汽水损失。

4)凝汽器也用于增加除盐水(正常补水) 三.凝汽器真空形成和维持必须具备的条件
①凝汽器铜管必须通过一定的冷却水量;②凝结水泵必须不断的把凝结水抽走,避免水位升高,影响蒸汽的凝结;③抽气器必须把漏入的空气和排汽中的其它不凝结气体抽走。
四.凝汽器的端差
凝汽器压力下的饱和水蒸气温度与凝汽器冷却水出口温度之差称为端差。

对一定的凝汽器,端差的大小与凝汽器冷却水入口温度、凝汽器单位面积 蒸汽负荷、凝汽器铜管的表面 洁净度,凝汽器内的漏入空气量以及冷却水在管内的流速有关。一个清洁的凝汽器,在一定的循环水温度和循环水量及单位 蒸汽负荷下就有一定的端差值指标,一般端差值指标是当循环水量增加,冷却水出口温度愈低,端差愈大,反之亦然;单位蒸汽负荷愈大,端差愈大,反之亦然。实际运行中,若端差值比端差 指标值高得太多,则表明凝汽器冷却表面铜管污脏,致使导热条件恶化。

端差增加的原因有:

①凝器铜管水侧或汽侧结垢;

②凝汽器汽侧漏入空气;

③冷却水管堵塞;

④冷却水量增大等。 五.凝汽器真空的影响因素及常见故障分析1、 机组启动中造成凝结器真空缓慢下降的原因

在汽轮机组正常运行中,造成凝结器真空缓慢下降的原因有多方面主要有以下五点:

1.1汽轮机轴封压力不正常

(1)表征:机械真空表、真空自动记录表的指示值下降、汽轮机的排汽缸温度的指示值会上升。

(2)原因:在机组启动过程中,若轴封供汽压力不正常,则凝结器真空值会缓慢下降,当轴封压力低时,汽轮机高、低压缸的前后轴封会因压力不足而导致轴封处倒拉空气进入汽缸内,使汽轮机的排汽缸温度升高,凝结器真空下降。而造成轴封压力低的原因可能是轴封压力调节伐故障;轴封供汽系统上的阀门未开或开度不足。

(3)处理:当确证为轴封供汽压力不足造成凝结器真空为缓慢下降时,值班员必须立即检查轴封压力、汽源是否正常,在一般情况下,只需要将轴封压力调至正常值即可。若是因轴封汽源本身压力不足,则应立即切换轴封汽源,保证轴封压在正常范围内即可,若是无效,则应该进行其它方面检查工作。

1.2 凝结器热水井水位升高

(1)表征:机械真空表、真空自动记录表、汽轮机的排汽缸温度的指示值下降、而凝结器电极点、就地玻管水位计值会上升。

(2)原因:凝结器的热水井水位过高时,淹没凝结器铜管或者凝结器的抽汽口,则导致凝结器的内部工况发生变化,即热交换效果下降,这时真空将会缓慢下降。而造成凝结器的热水井水位升高的原因可能是除盐水补水量过大;机组#4低加凝结水排水不畅;凝结水系统上的阀门开度不足造成的。

(3)处理:当确证为凝结器的热水井水位升高造成凝结器真空为缓慢下降时,值班员必须立即检查究竟是什么原因使凝结器真水位上升,迅速想办法将凝结水位降至正常水位值。

1.3 凝结器循环水量不足

(1)表征:机械真空表、真空自动记录表的指示值会下降,汽轮

机的排汽缸温度的指示值上升,凝结器循环水的进、出口会波动,凝结器循环水的进、出口水温度会发生变化(进口温度正常,出口温度升高)。

(2)原因:当循环水量不足时,汽轮机产生的泛汽在凝结器中被冷的量将减小,进而使排汽缸温度上升,凝结器真空下降,造成循环水量不足的原因可能是循环水泵发生故障;循环水进水间水位低引起循环水泵汽化,使循环水量不足;机组凝结器两侧的进、出口电动门未开到位;在凝结器通循环水时,系统内的空气未排完。

(3)处理:当确证为凝结器循环水量不足造成凝结器真空为缓慢下降时,值班员应迅速汇报班长,同时,联系循环水泵人员检查循泵运行是否正常,进水间水位是否正常。迅速到就地检查机组凝结器的两侧进、出口电动门是否已经开到位,两侧进、出口压力是否波动。

1.4 处于负压区域内的阀门状态误开(或误关)

(1)表征:机械真空表、真空自动记录表、汽轮机的排汽缸温度的指示值下降,发生的时间之前,值班人员正好完成与真空系有关操作项目。

(2)原因:由于机组启动过程中,人员操作量大,在此过程中难免会发生操作漏项或是误操作的情况,这是造成此类真空下降的主要原因。

(3)处理:当确证为处于负压区域内的阀门状态误开(或误关)造成凝结器真空为缓慢下降时,值班人员应迅速将刚才所进行过的操作恢复即可。

1.5 轴封加热器满水或无水

(1)表征:机械真空表、真空自动记录表的指示值会下降,汽轮机的排汽缸温度的指示值上升,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。

(2)原因:在机组启动过程中,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;抽汽逆止门的回水门开度过大;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。

(3)处理: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,司机迅速通知副司机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,则将轴封加热器的水位调至1/2即可。

在汽轮机机组启动过程中,经常碰到的凝结器真空缓慢下降的原因就是这种。当然,这不是绝对的,但是应该遵循这样的原则:当凝结器真空缓慢下降时,值班员应根据有关仪表,表征,工况进行综合判断,然后进行相应的处理。

2、 机组正常运行中凝结器真空缓慢下降的原因

2.1 射水池的水温升高,抽气器工作失常

(1)表征:凝结器的真空值与某时期相比较有所下降,或早晚间真空值存在差值。若用电子测温仪或用手摸射水池水时,水温偏高,射水抽气器的下水管的温度也同样偏高。

(2)原因:在汽轮机机组运行过程中,由于季节的变化或是其它因素使射水池的水温升高,在抽气器的喷嘴处可能会发生汽化现象,从而使抽气工作失常,凝结器中的不能凝结气体不能及时排出,导致真空下降。造成射水池水温上升的原因可能是夏季环境温度引影响;热力系统内有热源排入射水池内,使水温升高。

(3)处理:当确证为射水池水温升高造成凝结器真空缓慢下降时,适当开启射水池补水门进行射水池换水工作,降低水温。必要时检查热力系统与其相关连的阀门是否关闭严密,即可。

2.2 轴封加热器排汽管积水严重

(1)表征:当排汽管积水时,轴封加热器排汽管的外壁温度偏低,严重时,高、低压缸前后轴封处会大量冒白汽,这时,机组凝结器真空开始缓慢下降。

(2)原因:当轴封加热器排汽管积水时,使排汽的通流面积减少,轴封供汽系统工作失常,导致真空下降。造成轴封加热器排汽管积水的原因可能是轴封加热器水位升高;排汽至射水抽气器下水管上的阀门故障;轴封蒸汽母管带水;季节变化(如天气变冷)。

(3)当确证为轴封加热器排汽管积水造成凝结器真空缓慢下降时,机组人员应迅速地将轴封排汽母管上的放水门全开,进行排水工作,直至水排完为止。必要时开启轴封母管端头疏水门排水,即可。

2.3 凝结器汽侧抽气管积水

(1)表征:当凝结器汽侧空气管积水时,凝结器甲、乙汽侧空气管的管壁及腔室疏水管的管壁的温度相对于正常时约低,而射水抽气处抽气器的外壁温度则相对升高。

(2)原因:当凝结器汽侧空气管积水时,使抽气器空气管的通流面积相对减小,导致凝结器真空缓慢下降。造成凝结器汽侧空气管积水的原因可能是机组启动时,抽气器空气管疏水不及时;季节变化(如天气变冷);抽气器倒拉水进入空气管。

(3)处理:当确证为凝结器汽侧空气管积水造成凝结器真空缓慢下降时,机组人员应迅速汇报班、值长,然后进行凝结器空气管拉水工作。此项工作不是经常进行的,因此,应做好相应的安全措施之后,再开始进行操作,具体的方法是:①汇报值长同意,若机组负荷为100MW则适当将负荷减至80MW运行,记录工作前的有关参数(真空、排汽温度、轴封压力等);②缓慢关闭该机组运行中的射水抽气器空气门,注意真空下降的程度,必要时适当将机组负荷减少部分;③当空气门关完之后,稍开真空破坏门停留时间不超过60秒,紧接着又迅速关闭真空破坏门;④迅速将射水抽气器空气门全开,恢复至正常状态;⑤汇报值长,将机组负荷加至100MW运行即可。

2.4 凝结水位升高

(1)表征:凝结器电极点、就地玻管水位计指示升高,凝结水泵出口压力升高,运行的凝结水泵电流升高达极限值。凝结水过冷度增大。

(2)原因:在正常运行中,造成机组的凝结器水位升高的原因可能是除盐水补水量过大;凝结器铜管泄漏;凝结水再循环电动门误开或关不到位;低压加热器疏水泵出口压力过高和除氧器压力过高(排挤凝结水)。

(3)处理:当确证为凝结水位升高造成凝结器真空缓慢下降时,值班员应迅速查明造成凝结器水位升高的原因,将凝结器水位降低即可。

2.5 工作过程中发生失误造成凝结器真空缓慢下降

(1)表征:类似的情况发生时,凝结器真空机械真空、自动记录

表的指示值下降速度会出现两种象征:①凝结器真空缓慢下降,汽轮机的排汽缸温度上升,凝结器电极点水位计的指示值上升,凝结水泵电流和凝结水母管压力会升高;②凝结器真空急剧下降时,汽轮机的排汽缸温度上升较快,机组运转声突变;凝结器电极点水位计的指示值上升同样较快(若是误关循环水系统的阀门,则机组的凝结器循环水压力将会发生变化)。

(2)原因:由于运行人员或检修人员在工作过程中发生失误,使凝结器真空缓慢或急剧下降,造成凝结器真空缓慢或急剧下降的原因可能是运行人员在正常操作中对系统或是其它原因误开、误关与真空系统有关的阀门;检修人员在进行与真空系统有关的检修工作时,擅自误开、误关阀门。

(3)处理:当确证运行人员或检修人员工作失误造成凝结器真空缓慢或急剧下降时,值班人员应沉着冷静地迅速将事发前所进行的操作全部恢复。若是判断为检修人员在时进行检修工作造成的,则迅速到就地将检修人员擅自误开、误关阀门的阀门关闭即可。

2.6 做真空系统的安全措施时凝结器真空缓慢下降

(1)表征:凝结器真空缓慢下降,汽轮机的排汽缸温度上升,凝结器电极点水位计的指示值上升。

(2)原因:在做与真空系统有关的安全措施的过程中,当真空系统阀门关不严密的因素存在时,凝结器真空缓慢下降,造成的原因可能是处于负压区的设备或阀门有空气被拉入凝结器内,使真空缓慢下降。

(3)处理:当确证为是因做安全措施而引起凝结器真空缓慢下降时,值班员应迅速将所的安全措施恢复即可。

2.7 运行中机组低压加热器汽侧无水

(1)表征:凝结器真空缓慢下降,汽轮机的排汽缸温度上升,凝结器电极点水位计的指示值上升,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。

(2)原因:机组正常运行中,由于人员疏忽大意或是工况发生变化时未能及时调整低压加热器的水位,导致低压加热器无水位运行,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。

(3)处理:当确证为是运行中机组低压加热器无水导致凝结器真空缓慢下降时,值班员只要将低压加热器调整至有水位显示即可。 

3 、机组事故处理中凝结器真空缓慢下降的原因

3.1 轴封压力过低

(1)表征:凝结器真空缓慢下降,汽轮机的排汽缸温度上升,凝结器电极点水位计的指示值上升,与轴封压力有关的表计指示值下降。

(2)原因:当机组发生事故时,由于多种因素会导致轴封压力下降。例如,单机运行或两台机组运行时,在事故处理过程中由于处理不当,造成轴封压力下降压力下降,使凝结器真空缓慢下降。

(3)处理:按下列几种情况进行处理:①单机运行发生事故的时,若发生轴封压力下降,凝结器真空缓慢下降,这时除氧器人员必须立即与锅炉司水联系,将吹灰汽源倒至汽平衡母管,同时,迅速关闭该除氧器汽平衡门,以保证轴封压力正常。②两台机组运行时,若壹台机组发生事故,则视除氧器的压力高、低而决定是否倒吹灰汽源,当除氧器的压力太低不能保证轴封用汽时,则应迅速与锅炉司水联系,将吹灰汽源倒至汽平衡母管,同时,迅速关闭该除氧器汽平衡门,以保证轴封压力正常。③多台机组运行时,若某台机组发生事故,而其它机组运行正常,则不需要倒吹灰汽源,因为汽平衡母管是联通的,轴封汽源受到的引响不会太大。因此,不必倒吹灰汽源,只要将处于正常运行机组的除氧器压力调高即可。④多台机组运行时,若全部机组同时发生事故,则此时各单元除氧器人员必须迅速与锅炉司水联系,将吹灰汽源倒至汽平衡母管,同时,迅速关闭该除氧器汽平衡门,以保证轴封压力正常。

无论是何种情况下,当吹灰汽源不能迅速倒至汽平衡母管时,机组人员,应迅速将轴封汽源倒为本机组供给即:开启主蒸汽一次大路门→开启新蒸汽一、二次门→关闭法兰螺栓加热装置排汽总门→开启法兰螺栓加热装置低温汽源门→关闭轴封汽源母管分段门→用轴封压力表调节阀控制好轴封压力→此过程中必须注意的是:加强疏水→以防管道振动。

3.2凝结器热水井满水

(1)表征:凝结器真空缓慢下降,汽轮机的排汽缸温度上升,凝结器电极点水位计的指示值上升,凝结水母管压力升高达1 及以上,凝结消耗泵电流上升达极限值。

(2)原因:由于在事故状态下,设备或人员的因素会使凝结器热水井满水,而造成满水的原因可是凝结水泵跳闸;凝结水泵跳闸之后因逆止门关不严,使凝结水系统中的倒回热水井造成满水;除氧器补水量过大;或是循环水泵跳闸(短时内恢复运行)。

(3)处理:当确证为凝结器热水井满水造成凝结器真空缓慢下降时,值班员就迅速想法将凝结器热水井的水位降至正常水位。

3.3 调漏至七抽手动门调整不及时

(1)表征:凝结器真空缓慢下降,汽轮机的排汽缸温度上升,凝结器电极点水位计的指示值上升。

(2)原因:当机组发生事故时,由于主蒸汽流量变化,凝结器内部工况同时也发生变化,使汽轮机高低压轴封处倒拉空气进入凝结器,真空下降。

(3)处理:当确证为调漏至七抽手动门调整不及时造成凝结器真空缓慢下降时,当班人员迅速到就地适当关小调漏至七抽手动门即可。

3.4 除盐水系统故障或其补水管路及阀门检修中的原因

在正常运中,也曾发生过因除盐水系统故障而造成凝结器真空缓慢下降的异常现象。

(1)表征:凝结器真空缓慢或急剧下降,汽轮机的排汽缸温度上升,凝结器电极点水位计的指示值上升。

(2)原因:这种情况大都是除盐水泵跳闸;除盐水系统阀门误关(或故障);进行检修工作时引起的。空气被拉入凝结器的简意线路图是:

前提条件是除氧器除盐水补水调节阀进出及调节伐均处于开启位置,发电机内冷水箱除盐水补水门开启部份,则当除盐水系统故障时,空气是这样进入凝结器的:空气从内冷水箱顶部排气管→除盐水调节阀管路→进入凝结器喉部→导致大空气被拉入凝结器内→凝结器真空缓慢或急剧下降(若检修处理调节伐及调节阀进出口门时)。

(3)处理:当确证为除盐水系统故障,或在除盐水补水管路,适当减负荷运行,立即到就地查看,必要时关闭有关阀门,若判断为除盐水泵阀门检修工作过程中,造成凝结器真空缓慢下降时,机组人员应迅跳闸,则联系化学启动备用除盐水泵运行即可。



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