锅炉水压试验

锅炉水压试验 运行优化和节能降耗在汽轮机辅机中的应用 【摘要】在保证火电机组安全运行的前提下，针对汽机侧的辅机运行现状，简单介绍循环水泵、真空泵、凝结水泵、给水泵、加热器、热网系统等重要辅机运行方式优化调整以及节能技术的 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 ，并结合实例给出优化后的节能效果。该实际应用对降低厂用电率和供电煤耗具有重要和积极的意义。 【关键词】汽机辅机 运行优化 节能降耗 实际应用 1 引言 在发电企业运行机组设备的基础上，通过调整运行方式来降低厂用电率和供电煤耗成为各发电企业降低生产成本竞相追逐的目标。现在的汽机辅机设备存在设计配套裕量过大，导致实际运行中的效率和出力达不到设计水平，增加了厂用电率。对汽机辅机的运行方式进行优化调整，能有效地减少设计选型过程中造成的裕量损失，提高设备的运行效率和出力，降低辅机单耗，同时避免了设备的改造，是一项投资少见效快的措施。在近年国家节能降耗的形势下，各电力企业对主要辅机如循环水泵、真空泵、凝结水泵、给水泵、加热器、热网系统运行优化调整和节能降耗进行实施。 2 机组滑压运行优化 汽轮机采用滑压运行方式时，调节阀全开或开度不变，通过改变锅炉出口蒸汽参数来适应外界负荷的变化。从热经济角度来说，滑压运行可以降低节流损失、提高高压缸效率，减少给水泵动力消耗，但新蒸汽压力的 降低，也降低了机组循环热效率。因此，只有当循环热效率的降低小于高压缸内效率的提高、给水泵动力消耗的减少时，采用滑压运行方式才能提高机组热经济性，也就是说对于任一特定负荷，必定存在一个最佳滑压参数使机组总效率最高。目前实际运行机组滑压参数设置一般采用汽轮机厂家提供的滑压曲线，该曲线只与负荷 成本、提高试验效率;对运行工况偏离试验工况的各种因素进行量化，使得试验调整有据可依，调整更为快速、精细，减少试验调整的盲目性。 以某厂C325/220-16.7/0.3/537/537抽汽凝汽式汽轮机汽轮机为例，事先通过理论计算对滑压参数进行初步遴选、估算运行工况偏离试验工况的各种因素对滑压参数的影响，然后通过试验最终确定了汽轮机最优滑压参数，其与机组当前设定值(即厂家设计值)对比如图 1 1所示。 3 循环水泵优化 凝汽器真空(机组背压)在机组负荷一定的条件下，凝汽器真空随循环水温度的改变而改变，而循环水温度的变化受环境温湿度变化的直接影响。提高凝汽器真空只有增加循环水流量，机组凝汽器真空升高，机组出力增加，同时增加循环水泵的耗功，当循环水流量增加太多时，机组出力的增加值与循环水泵的耗功增加值抵消。因此，当循环水流量增加后导致的机组出力增加值与循环水泵耗功增加值的差为最大值时的凝汽器真空即为机组最佳运行真空，这时的循环水泵运行方式即是最佳方式。现在300MW级别火电机组循环水泵 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 配套为两台套，循环水泵的流量不能 连续调节，运行方式优化只能通过改变循环水泵台数或改变循环水泵高低速运行配合方式，组合出不同的循环水泵运行方式，通过对不同循环水泵组合方式下的凝汽器真空、循环水泵流量和耗功、机组负荷出力增加值，结合机组负荷和循环水温度变化情况计算出在一定机组负荷和循环水温度条件下的机组最佳运行真空，从而确定对应最佳背压的循环水泵最佳运行方式。 以某电厂2*325MW机组为 例，每台机组配套两台同型号 循环水泵(叶片不可调)，两 台机组的循环水系统通过联 络管连接。循环水泵的运行组 合方式有:两机两泵、两机三 泵和两机四泵。循环水泵运行 中根据环境温度和循环水温 度的变化，通过现场数据计算 得到不同循环水进口温度和 不同机组负荷下的循环水泵 最佳运行方式，如图二。必须 提醒的是，为了保证机组安全 运行，两机三泵和两机四泵运图二 循环水泵运行方式曲线图 行方式下，两台机组循环水联络门必须打开，当其中某台泵故障时，保证凝汽器不断水。 4 真空泵优化 真空泵的任务是在机组启动时建立真空以及在运行中抽出漏入凝汽器的空气和其他不凝结气体，维持机组一定的真空。真空泵工作状态的好坏对保证和维持凝汽器真空具有重要的作用。影响真空泵工作特性的主要因素有:真空泵工作液温度、吸入口压力和温度等，其中最主要的是真空泵的工作液温度。对于水环式真空泵而言，工作水温度对真空泵的抽吸能力起决定作用。因此，降低水环式真空泵工作水温度是其节能运行的关键。工程上推荐采用以下方法:增加水环式真空泵换热器的冷却面积、循环冷却水流量，以提高水环式真空泵板式换热器的冷却效果;采用低温冷却水冷却，如低温地下水，中央集中空调冷冻水;极端情况下，可考虑增加制冷设备对工作水进行强制冷却等。 以某300MW发电机组为例，夏季由于环境温度较高，真空普遍偏低，凝结水和循环水温度严重偏高于水环式真空泵工作水设计温度，严重制约了水环式真空泵抽吸能力， 进而影响 2 机组真空。通过系统改造，从中央空调冷冻机组冷冻水进、出口管路引冷冻水至水环式真空泵冷却器以降低工作水温度。改造后，相同工况下可以降低水环式真空泵工作水温度6,8?，影响凝汽器真空约0.3kPa，折合折合供电煤耗约1g/kw.h。 5 凝结水泵优化 凝结水系统存在的主要问题是凝结水泵的经济出力点和凝结水系统的阻力不匹配，表现为凝结水泵的流量和扬程偏大。机组正常运行时，凝 结水泵在小流量高扬程点工作，凝结水调整门开度很小，凝结水系统阻力增大，造成凝结水泵单耗升高和凝结水系统管道振动。凝结水系统运行优化方式是:凝结水泵在机组低于一定负荷时单台凝结水泵运行，凝结水调整门开度增大。在此基础上凝结水泵变频改造，经过改造后即改变凝结水泵转速而又改变管路阻力，当水泵转速降低时，其扬程与流量曲线下移，水泵流量减少，扬程降低，水泵的效率基本不变，凝泵始终工作在最高效率点附近。由泵的基本理论得知，泵的流量与转速成正比，扬程与转速的平方成正比，而功率与转速的立方成正比，因此改变转速来改变水泵运行工况点，是凝结水泵降低单耗的最佳方法。凝结水泵节能改造空间较大，究其根源在于凝结水泵多以汽轮机VWO工况为基准进行选型，且留有相当的设计裕量，特别是机组实际运行时负荷率偏低更进一步加剧了凝结水泵的运行能耗。因此建议一方面在机组设计阶段加大对凝结水泵节能选型研究，另一方面对于已投产机组的凝结水泵在节能改造时分两步走，先实施切割叶轮 方案 气瓶 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600MW汽轮机高压调阀优化运行 【摘要】某电厂装机容量为2台600MW超临界汽轮机组。为了提高机组运行经济性，对#1汽轮机组进行优化运行试验。通过试验，对汽轮机高压调阀阀序和机组滑压曲线进行了优化调整，优化后机组运行经济性明显提高。 【关键词】超临界 汽轮机组 高压调阀阀序 滑压曲线 运行优化 1 汽轮机概况 河南华润电力首阳山有限公司采用东方汽轮机厂引进日立公司技术制造的超临界、一次中间再热、冲动式、单轴、三缸四排汽、双背压、纯凝汽式汽轮机，汽轮机型号: N600-24.2/538/566，额定出力600MW，最大连续出力634.234MW。机组采用复合变压运行方式。 #1、 2机组分别于2006年5月和10月投入商业化运行。 2 机组原设计滑压运行方式及存在问题 2.1 概述 汽轮机配汽方式为复合调节，即汽轮机的进汽为喷嘴配汽和节流配汽的复合变压运行方式，主蒸汽管道经过2个高压主汽阀和4个高压调节汽阀，分四路进入高压缸。4个高压调节汽阀合用一个壳体，分别对应高压缸4个喷嘴弧段，对称地布置于高压缸上下汽缸上，其中#1、#4弧段喷嘴数为58个，#2、#3弧段喷嘴数为34个。机组采用30%以下负荷定压运行， 30-90%负荷滑压运行，90%以上负荷定压运行。高压缸配汽方式见图1。 #1#2#4#3高压调门 #2主汽门#1主汽门 图1 高压缸配汽布置图 2.2原来配汽方式存在的问题及改进 机组新安装投运后，由于轴系振动大，#1、#2轴瓦温度偏高，将汽轮机进汽调阀开启顺序由原厂家设定的#1-#3-#2-#4改为#4-#3-#2-#1，阀序修改后，轴瓦温度高的问题得到有效解决。但阀序修改前后，机组正常运行时，都存在4个高压调节汽阀均打开进汽，开度 5 各不相同，例如机组负荷380MW时， 4个高调阀开度分别为:#4阀42.1%、#3阀35.3%、#2阀29.5%、#1阀10%。均存在不同程度的节流损失。 3 高压调阀运行方式优化 3.1 试验的初步思路和设想 为了减小高调阀节流损失，在保证机组安全运行的前提下，提高机组运行的经济性，初步思路为，首先是对原进汽阀位控制逻辑进行修整，即低负荷时，2个阀位全开运行;负荷增加到一定值后，第3个高调阀开启;负荷再增加到一定值后，第4个高调阀开启。在阀序确定的基础上，再对相同负荷不同主汽压力下的机组经济性进行对比试验，确定各负荷点的最优滑压值，最终拟合出修正后的机组滑压运行曲线。 3.2低负荷段的阀序选择 高调阀开启顺序的确定，要考虑机组带负荷的范围，同时也要考虑汽轮机轴系运行稳定性和可靠性。2009年4月，委托西安热工研究院对#1汽轮机组进行了高调阀阀序和滑压曲线优化试验。 低负荷试验分别进行了#3、#4阀开、其它阀关闭，#1、#4阀开、其它阀关闭，#2、#3阀开、其它阀关闭，#2、#4阀开、其它阀关闭的试验。 根据试验结果，#2、#3阀开、其它阀关闭时，#1、#2轴承温度上升较快;#1、#2阀开、其它阀关闭时，#1轴承温度上升较快;#3、#4阀全开、其它阀开度较小时，#1轴承X方向振动有增大趋势。最终确定#2、#4阀先开，依次再开#3阀和#1阀，以此阀序运行轴系振动、轴承温度等值最小，运行最稳定。 4 汽轮机主汽门前运行压力优化 理论上随着汽轮机初压力提高，其循环效率提高，运行经济性提高。但在负荷一定的情况下，提高初压力，必须关小进汽调阀，则调阀节流损失增加。所以，在提高机组循环效率和减小进汽调阀节流损失之间存在最佳结合点。 汽轮机运行初压力优化，即在不同负荷工况下，考虑汽轮机初压力以及阀位因素对热耗率等经济指标的影响，得到机组不同负荷下最佳的主汽门前压力值。 由于要进行滑压曲线的重新修整，为保证各负荷点主汽压拟合滑压曲线的相对准确性，需要做很多工况的对比试验，我司主要进行了300MW, 350MW，380MW，420MW，450MW，500MW，550MW， 600MW工况下原运行阀序和优化运行阀序的对比试验，总试验工况41个。各负荷工 况下试验结果见后: 4.1 300MW负荷工况试验 300MW负荷进行了5个试验工况，结果如下: 6 佳，主汽压力16.41MPa。 300MW工况主汽压力与热耗关系曲线 4.2 350MW负荷工况试验 350MW负荷进行了5个试验工况，结果如下: 佳，主汽压力17.741MPa。 7 350MW工况主汽压力与热耗关系曲线 4.3 380MW负荷工况试验 380MW负荷进行了6个工况试验，结果如下: 力17.92MPa。 380MW工况主汽压力与热耗关系曲线 4.4 420MW负荷工况试验 8 420MW负荷进行了6个工况，试验结果如下: 力21.87MPa。 热耗率(kJ/kW.h) 420MW工况主汽压力与热耗率关系曲线 9 4.5 450MW负荷工况试验 450MW负荷3个试验工况,试验结果如下: 压力20.19MPa。 450MW工况主汽压力与热耗率关系曲线 10 4.6 500MW负荷工况试验 500MW负荷进行了4个试验工况，结果如下: 力22MPa。 500MW工况主汽压力与热耗关系曲线 11 4.7 550MW负荷工况试验 550MW负荷进行了3个工况，结果如下: 4.8 600MW负荷工况试验 600MW进行了原阀序工况和3阀全开工况试验，结果如下: 济性高;但第四阀不开，主汽压力略超过设计压力，保持额定主汽参数下运行较好。 4.9 各负荷工况试验的最佳主汽压力 12 5机组运行方式优化实施 5.1 优化实施后的新阀序和滑压曲线 机组350MW以下负荷运行时，#2、#4高调阀单阀运行，即#2、#4高调阀同时开、关，且开度相同。 350MW以上负荷运行时，采用顺序阀运行，即#2、#4高调阀全开后，开#3高调阀，最后开#1高调阀。 高调阀的重叠度可取50%，即当#2、#4高调阀开度100%后，开#3高调阀;当#3高调阀开度50%时，仍不能满足要求，#3高调阀开到100%，并且打开#1高调阀。 5.2 优化前后运行经济性比较 1)各负荷工况，优化后运行经济性优于原运行方式和运行参数经济性。 2)负荷越低，优化后比原运行经济性越高。 3)机组日常运行平均70%额定负荷下(420MW)，优化后运行经济性比机组原运行经济性提高88.43 kJ/(kW.h)。 各负荷汽轮机新阀序与原阀序试验工况运行经济性比较见下表: 1)600MW汽轮机原运行阀序和滑压曲线优化后，运行稳定，安全可靠，且机组运行经济性提高。 2)汽轮机出厂原设计的高调阀阀序和滑压运行方式，不一定完全适合生产现场的实际情况，这就需要进行优化，但必须建立在试验的基础上。每台机组的特性都会有所差异，优化方式也不能生搬硬套。成功的优化，取得的经济效益是十分可观的。 13 汽封结构特点与综合改造技术 【摘要】汽轮机的汽封型式除传统的梳齿式汽封外，还有蜂窝汽封、布莱登汽封、铁素体汽封、接触式汽封、刷式汽封、侧齿式汽封等多种新型式。各种汽封形式从结构特点上各有优缺点，对于不同的机组改造部位和目的应有针对性的选择不同的汽封型式，以期获得最好的经济性和安全性。 【主题词】汽封结构 密封原理 综合利用 安全 效益 1. 传统梳齿式汽封的结构特点和密封原理 1.1传统梳齿式汽封结构特点 图1 梳齿式汽封结构 1——退让弹簧 2——汽封体 3——汽封环 4——转子 常见的梳齿式汽封如图1所示。汽封环被装配在汽封体滑道内，汽封环背部装有退让弹簧，汽封环内弧上有一系列梳齿，与汽封的梳齿相对应，转子上有一系列的凸台和凹槽。一般情况下，梳齿齿尖的厚度通常在0.25,0.4mm之间。M指示的圆柱面为汽封环的径向定位面;N指示的平面为汽封环的轴向定位面。 汽封梳齿同转子上的凸台和凹槽之间有一定的径向间隙，两相邻梳齿之间形成了蒸汽的膨胀腔室。当蒸汽流过齿隙时，其热能转变为动能，蒸汽的速度增加而压力下降。当蒸汽从齿隙流出后，进入汽封齿后的膨胀腔室，在膨胀腔室中，蒸汽扩压降速，汽流在腔室内形成涡流，使蒸汽的动能又变为热能。当其通过下一个齿的间隙时，蒸汽又重复上述过程，并在后面的膨胀腔室中再次扩压形成涡流。图1是最典型的传统梳齿式汽封结构。尤其是当汽封齿分为长短齿后，对应的转子表面就相应地车制出凸台和洼窝。蒸汽从这种结构的汽封中漏泄时，其走过的路径更曲折，像进入迷宫一样，故又称这种汽封为迷宫式汽封。在可比条件下，迷宫式汽封比平齿式汽封的漏汽阻力更大，因而封严效果会更好些。 14 1.2梳齿式汽封漏汽量分析 根据梳齿式汽封在亚临界状态下的漏汽量?GX计算式，可找到影响漏汽量的主要因素: ?GX?AX??dX式中 dX——反映齿隙的可查直径; ?——齿隙; P0——汽封环前的蒸汽压力; PZ——汽封环后的蒸汽压力;或同一直径dX上一个漏汽段的背 压; ?0——汽封环前的蒸汽密度; Z——一个漏汽段上的汽封齿数。 由该式可见，当汽封前后蒸汽参数一定时，漏汽量与漏汽间隙的面积成正比，与齿数的平方根成反比。 1.3减小汽封漏汽的原理 1.3.1因为采用汽封齿结构的目的是使齿尖部分尽量薄，从而使汽封漏汽间隙尽量小，即使发生摩碰，动静之间也不会发生大的部件损伤事故; 1.3.2在一个漏汽段上，汽封齿越多，每个齿前后的压差就越小，即通过该间隙的漏汽量就越少。 1.3.3汽封径向间隙越小漏汽量越小。 2. 市场新型汽封 2.1布莱登汽封 布莱登汽封结构形式如图2所示，汽封分六个弧段，弧段端面的钻孔内装有螺旋弹簧。在启停机过程中，由于弹簧力的作用将各弧段撑开，汽封间隙变大。随着机组负荷的上升，当蒸汽作用于汽封背面的压力大于弹 簧的弹力、汽封弧段重力及汽封环弧段与汽封套滑道之间的磨擦力的矢量和，汽封弧段闭合，间隙变小，保持静止状态下的调整值。 图2 布莱登汽封结构示意图 15 1.圆柱形弹簧 2.汽封弧段 3.放置弹簧的槽 2.2接触式汽封 2.2.1接触式汽封结构型式 图3 接触式汽封结构 1. 退让弹簧 2.汽封体 3.接触弹簧 4. 复合材料 5.汽封环 6.转子 接触式汽封如图3所示，是在传统梳齿式汽封的中间部位开槽，然后放置一个复合材料环，在复合材料环背部加装弹簧，把复合材料环压在轴上，所谓“接触式”由此而来。 2.2.2接触式汽封的工作原理 接触式汽封复合环两侧仍为梳齿式结构，中间高分子复合材料环被弹簧压在汽轮机转子上，没有间隙以实现密封。 接触式汽封一般应用部位:接触式汽封由于其复合材料环耐热性的限制，厂家一般只推荐在低压缸轴封处应用。 2.3侧齿式汽封 2.3.1侧齿式汽封结构型式 侧齿式汽封是在传统梳齿式汽封直齿侧面设计有横向齿即侧齿，如图4所示。 汽流 图8 侧齿式汽封 图4:侧齿式汽封结构及实物图 图8 侧齿式汽封 2.3.2侧齿式汽封的密封原理 16 侧齿式汽封是在传统梳齿式汽封的直齿的“迎风”面加设横向齿，以此增强扰流效果，以产生更大阻尼而达到更好的密封效果。 侧齿式汽封制造厂家推荐一般用在隔板和轴端汽封处。 2.4蜂窝式汽封 2.4.1蜂窝式汽封的结构型式 蜂窝汽封是由内孔表面为蜂窝形状的六边形小蜂窝孔组成。其芯格尺寸为0.8mm,2mm，板厚0.05mm,0.2mm，蜂窝深度为3mm,6mm。蜂窝材料应为耐600?以上高温而永不变形的美国进口镍基合金材质，当蜂窝与 轴发生摩擦时，蜂窝损伤，而不伤轴。蜂 窝带与汽封圈是利用高温真空钎焊焊在 一起，焊接牢固永不脱落，可以保证长期 在汽轮机高温区安全运行.如图下图5所 示: 2.4.2蜂窝汽封的工作原理 当蒸汽通过汽封时，蒸汽会沿着转轴 与汽封环疏齿及蜂窝之间的间隙向外流动，由 于蒸汽本身带有一定的压力，所以当它通过这 个间隙时，就会强力挤入蜂窝巢穴内，而每个 蜂窝巢穴都形成了一个个的汽室，蒸汽压力的 方向会在这些汽室的作用下得到改变并被削 减;在低压叶顶使用蜂窝汽封还有除湿，保护 叶片等作用. 蜂窝汽封厂家 资料 新概念英语资料下载李居明饿命改运学pdf成本会计期末资料社会工作导论资料工程结算所需资料清单 推荐可用于汽轮机任 何位置，实际应用时多用于中低压缸，特别是 用于低压缸叶顶有很好的除湿作用。 2.5铁素体汽封 铁素体汽封就是传统梳齿式汽封的高低齿在这里改用一种叫铁素体(0Cr15Mo)的软质金属薄片，并用镶嵌工艺制成的。其目的是当齿片碰摩转子时，由于其质地较软而不至于损伤轴颈，对转子来说比较安全。因此该种汽封间隙可比梳齿式汽封调整更小的汽封间隙，以期达到更加的密封效果。 2.6刷式密封 刷式密封来源于航空涡轮发动机的密封上，其密封原理如图6所示:国内个别汽轮机制造厂十多年前就研究样品用于汽轮机的密封上，但试验未获得成功和推广，从对这些样品的研究中所得到的启示是: (1)刷式汽封所用的与轴颈表面接触的刷毛组成的密封丝板必须具有很好的弹性，弹性好刚度又小，才能确保轴颈的安全; (2)弹性好而刚度小的刷毛组成的密封丝板承受大压差的能力差，容易 产生倒伏。 (3)汽轮机与航空涡轮机的不同，现代大容量的汽轮机是亚临界、超临界及超超临界机组，其高中压缸内级前后压差之大，是刷式汽封的结构及材质很难承受的; 17 图5:蜂窝汽封结构 图6:刷式汽封密封原理图 (4)研制既具有较好的弹性刷毛丝板又不致损伤轴颈的材质，合理应用在汽轮机低压缸的相关密封部位，且在刷毛对应的轴颈部位上必须采取耐摩擦的金属工艺处理，是推广刷式汽封的应用方向。 2.7王常春铁素体蜂窝接触(浮动齿)汽封 是接触(浮动齿)汽封+铁素体汽封+蜂窝汽封，通过采用当代最先进的技术组合，即通过接触(浮动齿)使得汽流在流过时大量受阻，使得汽流强行挤入蜂窝巢穴内，使蜂窝最大效力的发挥了作用—减压、形成汽墙，由于铁素体齿的结合，使动静间隙在设计值内最大限度的减少，从而达到最合理的技术组合，达到全面阻流作用。 3. 综合选用汽封型式对机组进行改造的实例 3.1汽封改造的原因 某厂#1机为东方汽轮机厂生产的C325/220-16.7/0.35/537/537型抽汽供热机组，于2007年11月投产，改造前已进行过一次小修和一次中修，低压缸进行过揭缸检查，高中压缸还未进行过揭缸。该机组设计THA工况高压缸效率为84.85 %，中压缸效率为92.47%,设计保证热耗率7905kJ/kW.h。2008年4月机组进行性能考核试验时高中压缸效为83.95和%91.62%，修 正后热耗值为7976.07 kJ/kW.h。101B修后的高中压缸效率分别为77.89%和89.94%，修正后的热耗值为8196 kJ/kW.h，汽轮机本体性能有明显下降趋势，单从缸效对热耗的影响上就可达180-210 kJ/kW.h。拟通过揭缸检修和更换汽封恢复缸效率，降低发电煤耗。 3.2汽封改造范围及方案 图7:高中压缸通流剖面图 图7为该厂高中压缸通流部分剖面图，依据布莱登汽封的原理和对各种型式汽封的改造经验，利用其主动安全的特点，在级间压力差(额定工况)大于0.3MPa时选用布莱登汽封，其余位置选用密封性能和安全性综合反映较好的FW型蜂窝汽封。具体方案见表一: 18 (1) 布莱登汽封在级间压差大于0.3MPa时使用，安全性和经济性最好。 (2) 蜂窝式汽封在固定间隙的新型汽封中使用业绩最大，安全和经济性的综合性能较好。 (3) 布莱登和蜂窝汽封使用的关键因素明确:即布莱登汽封对级间压差有要求，对汽封的弹簧质量要求严格，必须是原装进口;FW蜂窝汽封蜂窝带质量和钎焊工艺是关键因素。 (4) 布莱登汽封在初期虽有改造后机组启动中汽封抱死，启动失败的 案例 全员育人导师制案例信息技术应用案例心得信息技术教学案例综合实践活动案例我余额宝案例 ，但近年随着技术的成熟和对安装经验的总结，类似的问题已能避免。 (5) 在高压轴端组合使用布莱登和蜂窝汽封可以防止在布莱登汽封间隙未闭合时轴端漏汽。 3.3预期效果和投资效益分析 根据调研对莱登汽封和蜂窝汽封的改造后机组的调研情况，结合我司高中压缸效率情况分析，对高中压缸通流部分汽封改造后，预期高中压缸效率能提升1.5-2%，机组热耗率比正常揭缸检修多下降100 kJ/kW.h，折合发电煤耗3-4g/kW.h。按照年运行5000小时计算，年可节约标准煤4500吨，折合费用247.5万元，即进行高中压缸汽封改造后半年即可收回投资。 3.4工期及工艺控制 3.4.1汽封供货和安装服从机组检修统一安排，汽封安装在机组检修中穿插进行，不占用和增加检修的主线工期。 3.4.2工艺控制上首先遵循以下四条改造原则: (1)在不改变原汽封与转子的相对位置的基础上进行改造。 (2)新型汽封的母材与原汽封相同，汽封的设计、安装符合原厂的要求值。 (3)在符合机组设计理论的基础上，选用的新型汽封技术必须是性能先进和成熟的。 (4)改造要保证机组在原设计工况下的正常运行及正常启停机。 3.4.3工艺控制要点 (1) 根据汽轮机厂提供的机组膨胀曲线，查出每道汽封处的转子、静子在启动、停机、刷负荷、正常运行工况下的热膨胀值，认真核对对汽封改造厂家要求的汽封的轴向间隙是否 19 满足机组安全运行的要求，流出足够的轴向膨胀安全余量。 (2) 实际检修过程中，不但要考虑理论上的准椭圆型汽封间隙，还要根据机组实际情况进行调整，合理配合机组径向间隙。 (3) 采用正确的间隙测量手段，尽可能减小因测量方法产生的误差。 根据现场作业条件，汽封左右间隙采用塞尺直管检查，检查时注意避免汽封退让;上下间隙考虑开合缸修正值，采用压铅丝，贴胶布合缸检查的方法，将每道间隙控制在设计范围内。 (4) 严格检查每道汽封的弧向膨胀间隙。弧向膨胀间隙留的过大，运行过程中蒸汽的泄露量就大，不但影响机组运行的经济性，还会增加汽轮机转子的轴向推力，造成推力瓦金属温度升高，甚至过负荷烧瓦，酿成动静摩擦、大轴弯曲事故。弧向膨胀间隙留的过小，运行过程中汽封受热膨胀，汽封块与块间结合面会出现张口现象，引发的后果与上述相同。 (5) 逐级检查每道汽封块与槽的轴向间隙不得小于制造厂要求值，否则汽封块受热膨胀后会产生卡涩现象，阻碍汽封块的径向自由退让，会对转子产生附加扰动，引发轴系振动。 4. 结论 4.1 梳齿式汽封的密封原理适用于所有型式汽封，新型汽封在密封原理上是对传统梳齿式汽 封密封弊端的一项或多项改进。 4.2 应用时应从实际改造目的出发综合选用汽封型式。如:为降低高中压中轴封漏汽或提高 高压缸效率适宜选用布莱登汽封;低压缸叶轮除湿适宜选用蜂窝式汽封;解决低压缸轴端漏真空适宜选用接触式或刷式汽封等。 4.3 汽封改造时经济性要服从安全性的要求。 20 汽轮机冷端节能 【摘要】本文介绍了300MW汽轮机冷端(凝汽器)节能的经验，并对冷端节能使用的不锈钢DR管有关特性如机械热物理性能、抗腐蚀能力、抗振性能、传热性能、安装问题等进行了对比讨论，同时也对价格以及改造产生的节能效果与经济效益进行了分析。 【关键词】冷端节能;凝汽器;强化传热;不锈钢管;多向扰流强化换热管(DR管) . 我公司汽轮机凝汽器运行近十年，空冷区部分铜管腐蚀严重，公司决定将空冷区部分铜管直接更换为不锈钢DR管，在决定换管之前，我们着重考察的是机组的经济性、安全性和可靠性。 从能量流失各环节看(见下图1)，发电厂能量流失最大的环节在凝汽器，占55%以上;其次为锅炉、管道、汽轮机和发电机。因此有专家戏称:相对凝汽器节能而言，在锅炉、汽轮机、发电机上节能投入较多回报较少，而在凝汽器上节能则是投入较少回报较多。拿国内通常进行的汽轮机通流改造来说，动则就要投入数千万元，充其量将损失降低10%的话也就是2.2克煤;对于凝汽器会怎么样呢,我们只需将损失降1%节省的煤就将达20克之多。 图1 典型300MW机组每kWh能量流示意图 图2 电厂各项损失降1‰时煤耗降低折合标准煤(克) 锅炉 管道 汽轮机 凝汽器 发电机 图3 电厂各项损失降1%需投入相应技改资金比例 21 图4 投入等量资金减少的煤耗量示意图(按比例绘制) 根据传热学，凝汽器的传热量计算公式如下: Q=kFΔT (1) 式中，k-传热系数[W/(m2?K)]，F-传热面积[m2], ΔT-冷热液体的平均温差[K]。 凝汽器设计必须保证传热量Q(即热负荷)，从上式(1)可以看出，热负荷Q取决于传热系数k、传热面积F和平均温差ΔT;在热负荷一定时，凝汽器的端差与面积F和传热习俗k成反比。对于新设计制造的凝汽器，为了保证传热量、降低端差，可以增加传热面积;对于现有凝汽器进行节能改造，增加换热面积F是不太可行的，增加传热系数k是最为有效的办法，因此我们在进行凝汽器换管时慎重选择了传热系数较高的不锈钢多向扰流强化换热管(DR管)。 众所周知，不锈钢传热性能比铜合金差，因此使用普通不锈钢管直接替换铜管是无法满足经济性要求的;但凝汽器用的传统的铜合金管由于耐腐蚀性差，常因腐蚀导致泄漏、堵管，或者因表面生垢而严重影响机组热效率、可靠性和可用率，甚至严重威胁到机组的安全运行;不锈钢材料耐腐蚀、表面光洁、强度高正好适应凝汽器这种应用场合，虽然不锈钢的导热系数只有铜合金的1/6到1/7, 但是不锈钢管适合采用强化换热表面，因而能使凝汽器传热过程中起主导作用的凝结热阻、管内对流热阻和污垢热阻大幅下降，加之不锈钢管的重量只有铜管的60%,70%，首期成本基本与铜管持平甚至还低，而且不锈钢管的使用寿命是铜管的2到3倍，年维护成本比铜管低，因此在凝汽器中使用不锈钢强化换热管可以达到安全性、 经济性和可靠性的完美统一。下面就将本公司,1、,2机组300MW汽轮机凝汽器采用新型不锈钢多向扰流强化换热管(DR管)进行换管改造的经验与大家分享。 我们通过大量调研，掌握了有关不锈钢管在凝汽器中的应用情况，了解到很多电厂将铜管直接更换为不锈钢光管、普通单螺旋槽管、波螺管(单螺旋槽管的一种)等后的使用情况，发现采用这些方式更换改造后，普遍的结论是安全性和可靠性提高，但是换热效果不如以前的铜管。那么在安全性、经济性和可靠性三者之间有没有一种三全其美之策呢, 1 凝汽器等泵功率改造 如果用普通不锈钢管直接替换原有铜管，由于壁厚减薄会导致凝汽器冷却水侧通流面积发生变化，在相同流量下，其结果是循环水流速和循环水阻力发生改变，凝汽器管内对流换热系数与流速成正比，为了达到原有的换热效果，弥补不锈钢本身导热系数低的弱点，必须提高循环冷却水流速;提高流速意味着增加循环冷却水泵的流量。 22 图5 循环冷却水泵压头效率曲线 如图所示，循环水泵工作在设计流量时效率最高，随着流量的增加，压头和效率均会下降，从而导致功耗增加。以1000kW的水泵为例，效率每降低5,功耗将增加50kW，以当前电价计算，年耗电增加20多万元。 由此可见，用普通不锈钢管直接替换铜管，要么忍受普通不锈钢管传热效率低的事实，要么对循环泵进行改造，增加泵的流量，以提高冷却水流速来增加传热系数。其结果是凝汽器改造带来的煤耗降低不足以抵消循 环水泵功耗的增加。 等泵功率改造的特点就在于保持原有循环水泵工作在设计值附近，在不增加水泵功耗的前提下降低凝汽器背压和端差，从而实实在在地降低煤耗。 DR管为等泵功率改造提供了前提条件，具有较大的灵活性，因多DR管的流动阻力可以通过扰流参数进行调整，以保证换管后的流动阻力与原来保持一致，因此不用担心循环水泵工作点的偏移。 2 结垢 污垢的沉着与管壁附面层有关，DR管三维扰流结构彻底破坏了附面层，因而污垢不易附着;此外网状扰流结构能充分利用水流的冲蚀作用，使附着的污垢呈离散的鳞片状，在热胀差和水流的冲击下会自行脱落，具有自洁作用;另外硬垢的沉着与管壁温度有关，温度越高，硬垢越易析出，由于传热的改善导致排汽温度的降低，管壁温度也相应地降低，故硬垢析出倾向降低。 3 腐蚀 换热管的腐蚀主要是因为积垢而产生的垢下腐蚀，抗垢特性使得垢下腐蚀减轻或不复存在，加之不锈钢材料具有良好的抗腐蚀性能和耐冲蚀能力，因而抗蚀能力大大提升。 图6凝汽器运行8个月后不锈钢DR管与铜管剖切面的照片 腐蚀可分为两大类:均匀腐蚀和局部腐蚀， 它们都是由电化学机制促成。后者又可以划分为几种公认的特殊机制。 均匀腐蚀:均匀腐蚀是表面金属的定常溶解。最常见的如碳钢生锈、铜 合金壁厚减薄。均匀腐蚀一般不会产生灾难性后果。通过合理的设计，凝汽器可以满足均匀腐蚀的要求，通常采取加上“腐蚀余量”的办法，以便能满足一定的使用寿命。 电化学驱动机制:几个与腐蚀相关的机制为电化学驱动，而且这种机制很难预料，因而这种腐蚀不能从设计上加以防范。这类损坏机制通常有两个阶段:酝酿阶段(或者叫起始阶段)和扩展阶段。起始阶段的时间很难预料，它可能在几天之内出现，也可能长达数年。一旦发生，第二阶段就会在两个区间电势的驱动下迅速发展。水的导电性可能是决定因素之一，高导电性意味着高电流密度，金属的腐蚀速率与电流密度成正比。 点蚀:点蚀是能在很短时间内导致穿孔的高度局部性腐蚀，损坏可在几周内发生。一旦 23 点蚀坑出现，由于介质的不流动性，蚀坑周围的小环境对整体介质而言具有更大的危害性。即便整体介质呈中性或PH值呈碱性，蚀坑内的PH值可下降到2以下。当这种情况出现时，蚀坑表面就变得非常活跃。在蚀坑和呈惰性的周围区域之间的电势差构成电化学腐蚀的驱动力，由于阳极区域(蚀坑)小，阴极区域(围绕蚀坑的钝态区域)大，因此蚀坑内的电流密度可能很大，这会导致很高的腐蚀速率。 隙间腐蚀:隙间腐蚀与点蚀非常相似。然而，因为越紧密的间隙导致越高浓度的腐蚀产物(由于更难于用清水冲洗)，它比点蚀具更阴险，这会导致更低的PH值。其结果是，在同样的环境中，隙间腐蚀可以在比点蚀更低的温度下出现，即在30?-50?就会发生。 最高氯化物含量:我们遇到的最常见的问题之一就是“对于某种特定的不锈钢，最高能容许的氯化物含量是多少,”答案因各种因素差别相当大。这些因素包括PH值、温度、间隙呈现的形式、以及活动微生物种等。需要注意如下几点: 1. 如果温度高于35?, 最高氯化物含量应适当降低。 2. 如果PH值低于7, 最高氯化物含量应适当降低。 上述方法基于清洁的表面。如果有污物沉着，沉着物下的PH值会显著降低，氯化物含量可能比周围介质高很多。 微生物腐蚀:微生物腐蚀(MIC)经常与点蚀搞混，并且发生在被认为是良性的水中。虽然细菌本身并不腐蚀金属材料，但是细菌会形成一个间隙，间隙隔离作用造成金属表面的水的化学成分与周围整体介质的差异，或者产生具有非常大腐蚀性的废物(4)。 冲蚀:耐冲蚀性与保护层保持附着于亚层的能力和直接位于保护层下面基层的强度(硬度)有关系。在发电工业中，经常造成问题的冲蚀有两类:水流产生的冲蚀和水滴/蒸汽产生的冲蚀。 水流产生的冲蚀:水流生产的冲蚀是由于流速太高在管内壁产生的保护层的破坏。表2为几种材料通常选用的最高流速。为了改善凝汽器的性能，提高流速有两个好处:提高传热系数;保持表面清洁，减少污垢热阻。通常，1.8m/s为保持管壁相对清洁的最低流速，众所周知，低流速时管壁容易形成微生物附着层。 表1 允许最高水速(m/s) 侵蚀，这种侵蚀可发生在靠近挡板附近的换热管上，因为这里汽流集 中而且流动情况复杂。当出口设计不当时，这种情况经常在蒸汽冲刷区发生。 4 抗振能力 振动是凝汽器和其它热交换器面临的重要问题，特别是在状况复杂或进水温度很低时。柯亦特(Coit)找到一种方法来比较凝汽器中振动的可能性，振动的可能性与材料特性和蒸汽流速有关(9)。采用这种方法，通过比较外径、壁厚、材料等级可以计算出特定凝汽器支撑隔板的最大间距。计算公式如下: L =0.46[(EI)/(pv2d1)]? I =π/64(d14–d24) 24 式中: E=弹性模量 I=惯性矩 p=汽机乏汽密度 v=乏汽在凝汽器进口的平均速度 d1=管外径 d2=管内径 从公式可以清楚的看出，在外径与壁厚相同时，对振动影响最大的是材料的弹性模量。高弹性模量的材料刚性更好，有较强的抗振能力。从相关资料可以看出，2级钛的刚性最低，其次是铜合金和奥氏体不锈钢。由于超级铁素体合金弹性模量非常高，如S44660、S44735, 这些合金对振动具有较强的抵抗力。 下表列出凝汽器管在同样蒸汽流速下不同材料假定的最小壁厚、管外径和支撑间距。对于给定的支撑间距，低弹性模量的材料的壁厚可能要2倍于高弹性模量的材料才能避免振动破坏的危险。或者，如果凝汽器是新设计制造的，对于低弹性模量管材，支撑隔板间距应显著 缩小。 表2支撑间距相同时凝汽器各种管材的壁厚比较 胀管性能 经过良好热处理的不锈钢DR管延伸率可达50%以上，因此胀管性能并不比铜管差。 图7 不锈钢管与铜管胀管后的密合纹理对比 上图为不锈钢管与铜管胀接后的照片，通过对比发现不锈钢管胀管后的密封性甚至比铜 25 管更好，原因是不锈钢的弹性模量大，胀管后不易松脱，并且不锈钢与碳钢管板之间的热膨胀系数比较接近，不会像铜管那样由于膨胀系数较大而产生拉脱现象。 价格因素 近期管材价格比较见表5。价格随购买量的大小、材料的库存、外径壁厚比等因素影响差异很大。和铜合金比较，满足同样换热要求的一台设备，不锈钢管的用量只有铜管的60%,70%，首期成本基本与铜管持平甚至还低，而且不锈钢管的使用寿命是铜管的2到3倍，年维护成本比铜管低，因此年均成本只有铜管的15,。 表3 凝汽器用管材的相对价格 尽管换热管所用金属材料的导热性差异很大，实际所用管材的总体换热性能却并不象导热性能那样差异巨大(凝汽器换热管的传热系数见图8)。影响管材总体换热性能的因素有如下几项，其中最主要的是2、3项: 1. 管子实际壁厚。 2. 管子内外表面形状。 3. 污垢、沉积物。 图8 凝汽器常用换热管的总体传热系数 通常新管使用几个月后外表面就会形成氧化膜、污垢层和粘泥，随着时间的推移垢层一旦形成，铜合金管与不锈钢管的传热系数的差异就不太明显。很多情况下，不锈钢管具有更多的优越性。在凝汽器中，铜合金管通常会被加入蒸汽中的除氧物质腐蚀而形成一层影响传热的腐蚀层，这种情况在使用不锈钢管时就不会发生。通常，铜合金管在用于淡水时其总体传热性能在第一年内逐渐下降，如果用于海水或者咸水则下降更快。为了考虑凝汽器中的这种差异，在传热系数计算方法中采取对不同的换热管材料赋予不同清洁系数的方法。铜管的 26 清洁系数通常为85%，而不锈钢管和钛管的清洁系数则为90%,95%。 尽管不锈钢的导热系数比黄铜低很多，但是不锈钢的强度和硬度比黄铜高，抗振能力强，因而管壁厚可以比铜管薄;不锈钢管耐磨蚀和冲蚀，允许流速可达3m/s以上，因而对流放热系数得以增大从而弥补导热系数低的弱点;此外不锈钢管耐氨蚀，表面清洁系数比黄铜管高，污垢热阻小。综合起来，不锈钢管在凝汽器中的应用具有很大潜力。 对于现有凝汽器的改造采用不锈钢管则存在多种限制。旧凝汽器直接采用不锈钢普通管替换铜管，如果不对循环冷却水泵进行改造，其总体传热系数将降低10~15%;因此凝汽器的换热面积余量过小，则不适宜直接用不锈钢普通管替换铜管;鉴于此，有些电厂采取拆除管板，重新布管的方式改造来加大换热面积，但是如果采用不锈钢DR管，这种方式就完全 没有必要。下面简单介绍一下这种换热管的强化换热原理: 凝汽器的传热阻力主要由四部分构成:对流放热热阻，污垢热阻，管壁导热热阻，凝结放热热阻，而管壁导热热阻仅占很小比例，起决定作用的是污垢热阻、对流放热热阻和凝结热阻(见图9)。在凝汽器中采用强化传热手段应当选择凝汽器两侧流体中热阻较大、对总传热系数起控制作用凝结热阻、对流热阻和污垢热阻来采取措施。 我们知道，在凝汽器汽侧，最有效的办法是将蒸汽的膜状凝结变为珠状凝结，在水侧采用减薄附面层(边界层)的办法降低对流热阻，并经常清洗管壁以减少污垢来降低污垢热阻。 DR管由于采用了大升角的螺旋槽，容易产生具有较好换热效果的纵向涡效应，而且还具有螺旋槽管的漩流强化换热作用，能有效地降低层流和湍流状态下的对流热阻;DR管外壁的菱形花纹能有效地破坏凝结水膜的张力，变低效的膜状凝结为高效的珠状凝结，降低水膜对传热的影响，因此凝结放热系数得以提升;加之不锈钢的清洁系数是铜管的1.29倍，污垢热阻大大减小;此外管内壁的几十微米级的凸起在发挥破坏层流底层的作用的同时还能对清除污垢产生帮助，它能将污垢分割成离散的片状，有助于污垢的剥离和清洗。 不锈钢DR管使凝汽器中占主导作用的三大热阻(污垢热阻、凝结热阻、对流热阻)显著降低，与铜管相比，总体传热热阻得到大幅下降，传热系数大大提升，通过现场采集的数据计算，总体传热系数比铜管高22%以上(增加的幅度视凝汽器中使用的DR管所占的比例以及选用的DR管的强化参数而定)。图9 换热管热阻示意图 5 经济性 我公司发电煤耗由机组扩容改造前的320g/kWh下降到310g/kWh，年发电量为64亿kWh，年节煤64000吨。此数据为大修后年度盘煤统计结果，可以肯定地说，凝汽器节能管理和改造功不可没，单靠其他设备节能是达不到这个效果的。#1、#2机组300MW汽轮机凝汽器采用不锈钢DR管进行直接换管改造前后数据及计算结果见表7。 27 表7 #1、#2机组300MW汽轮机凝汽器改造前后参数对比 注:由于改造前后端差和真空的测量值所处工况相差较大，为了便于比较，特地计算了改造前后参数换算到负荷为300MW和进水温度为20度的工况。 改造结论:在换管比例为6%的情况下，改造后总体传热系数提高了7.4%，修正到额定工况下的真空提高了3.66%，端差下降了10.04%。 表8 安全性、经济性、可靠性对比 的时间影响，而且免清洗周期较铜管长。 28 6 安装问题 目前用户对于不锈钢管与管板间的连接都要求采用胀接+焊接，普遍认为这是最可靠的连接方式，相反对于连接密封性能并不好的铜管没有人提出太多要求。众所周知，质量上乘的铜管与管板采用胀接形式正常使用20年没有任何问题;那么对于胀接密封性能优于铜管的不锈钢管正常使用30年也是没有问题的。为什么说不锈钢管的胀接密封性能优于铜管呢,我 们知道，胀口失效不外乎:1.振动导致的疲劳松脱;2.冲刷腐蚀和电化学腐蚀;3.热胀冷缩导致拉脱。对于不锈钢管而言，由于弹性模量较大，疲劳松脱的可能性大大小于铜管，另外不锈钢管耐腐蚀性高于铜管，硬度高，耐冲刷腐蚀，而且热膨胀系数与碳钢壳体的热膨胀系数非常接近，因此三种失效因素对不锈钢管的影响都要远小于铜管。还有经过良好热处理的不锈钢管其延伸率都在50%以上(图7所示为不锈钢管、铜管胀接后的密合纹理对比)，由此看来我们还是可以相信不锈钢管采用胀接的可靠性。 7 结论 采用强化换热管更换凝汽器铜管，需要加以考虑的因素有传热性能、腐蚀、冲蚀、振动、机械性能要求等，在考虑所有因素，并通过对使用多向扰流强化换热管(DR管)进行考查，发现现有凝汽器直接用多向扰流强化换热管(DR管)替换铜管是完全是可行的，这种改造方式可以在现有凝汽器中实现了安全性、经济性与可靠性统筹考虑。 29 汽轮机真空系统泄漏治理 和优化改造 【摘要】本文对600MW超临界机组真空系统严密性不合格的治理以及对如何通过系统优化改造提高机组运行真空的问题进行了分析，提出了提高凝汽器真空的措施以及系统改造后的经济性分析，对电厂同类型问题有较好的借鉴作用。 【关键词】 真空 措施 真空系统严密性 改进 0 引言 汽轮机真空系统运行的好坏对汽轮机的安全性和经济性有很大的影响， 河南华润电力首阳山有限公司#1机组效率试验表明，机组在额定负荷600MW附近运行，真空变化1kPa，热耗率变化约56kJ/kW.h;300MW附近运行，真空变化1kPa，热耗率变化约97kJ/kW.h，各负荷工况下，真空提高1kPa，汽轮机出力平均增加5651kW。同时真空降低时，汽轮机排汽温度的升高，会引起汽轮机轴承中心偏移，严重时会引起汽轮机的振动;凝汽器真空降低时在保证机组出力不变时，必须增加蒸汽流量，导致轴向推力增大;另一方面，空气漏入凝结水中会使凝结水溶氧不合格，腐蚀热力系统设备，影响机组的安全运行。所以在汽轮机运行过程中，真空是一项非常重要的参数，真空值的高低，直接影响机组的经济性与安全性。下面就600MW超临界机组真空系统出现的异常情况和系统优化改造情况进行分析阐述。 1 凝汽器真空系统有泄漏点，真空严密性差 华润电力首阳山有限公司#1机自2007年6月C级检修启动后凝汽器真空严密性试验不合格，厂家设计优秀值为0.13kPa/min，良好值为0.27kPa/min，合格值为0.40kPa/min，而#1机真空严密性试验值由0.414kPa/min逐渐恶化至0.700kPa/min，至后期甚至真空严密性试验无法完成，严重影响机组的安全性和经济性。2007年10月，利用氦质检漏检漏仪进行查漏，经检查，发现凝汽器喉部焊缝处有漏点，但由于位置狭窄，泄漏面大，机组运行中无法处理。 在2008年9月的B级检修中，进行灌水查漏，第一次凝汽器高水位灌水查漏，发现高、低压凝汽器喉部波形膨胀节底板下焊缝的东西两侧出现了多处范围较长的漏点，详见图1，原密封水无压回水管至凝汽器封堵 处也发现一处漏点，进行了内部查找可疑点补焊和东、西两侧外部整道焊缝补焊。第二次高水位注水查漏又发现低压侧凝汽器壳体和喉部焊缝西侧南端有约1米长裂纹漏点，以及疏放水系统三个外漏点，逐个进行了处理。分析造成泄漏的原因为安装时焊接工艺差，按标准需要进行内、外部焊接的凝汽器膨胀节与喉部连接部位，由于受现场位置等原因，而很大一部分焊缝仅进行了内部焊接，且焊接质量较差，凝汽器在运行和启停时膨胀造成焊缝开裂，出现漏真空现象，随着运行时间的加长，焊缝裂纹不断的扩展，造成凝汽器真空不断的恶化。经过处理后，#1机组的真空严密性试验为0.11kPa/min，达到优秀等级。 30 图1 泄漏部位 2 真空系统优化改造 2.1汽泵密封水水封优化改造 2008年2月24日，#1机组负荷560MW，运行监盘人员发现#1机真空快速下降，高背压侧凝汽器真空由-96.95kPa下降为-95.08kPa，低背压侧凝汽器真空由-96.96kPa下降至-94.77kPa，运行人员检查循环水泵、真空泵运行正常，低背压侧真空下降幅度较大，因此怀疑1A汽泵密封水无压回水单级水封发生破坏，从而引起真空变化，随即将1A汽泵无压回水由凝汽器倒向地沟，凝汽器真空恢复正常，详见图2。 图2 真空波动曲线 随后，经过缓慢将汽泵密封水重新切换至凝汽器，真空稳定无变化。汽泵密封水无压回水为单级水封设计，经分析认为，密封水回水温度高引 起汽化，单级水封高度偏小，密封水回水流量发生变化时惯性缓冲裕度小，导致水封破坏，引起真空波动。需对单级水封进行改造，提高水封装置回水接入凝汽器的高度，即把现有的11.5米水封高度提高到13米左右，以增强对各种运行工况的适应性，另外，为便于运行中对水封装置进行检查和缺陷处理，在水封装置出水口增加一道手动隔离门及门前的放空管路，见下图3，通过改造后，再未出现过因密封水水封破坏引起真空的异常波动。 31 汽泵汽泵 改造前改造后 图3 单级水封改造前后系统图 2.2 双背压凝汽器抽真空系统改造 两台600MW超临界机组凝汽器设计为双背压式凝汽器，经仔细分析凝汽器运行参数，发现低背压凝汽器运行中端差超过设计值，一般在7?左右，最高时10?左右(设计值6.59?)，高、低背压凝汽器真空差基本为0，比设计值低1kPa左右，低背压凝汽器运行效果较差。分析认为低背压侧凝汽器端差偏差大主要原因在于高低背压凝汽器抽空管道连接在一起，平衡了两侧凝汽器压力，使得高背压凝汽器排汽背压偏低，低背压凝汽器背压偏高，导致低背压凝汽器传热效果差，凝汽器真空低、端差大。 通过咨询设备厂家和对双背压机组电厂的了解，在进行了充分的可行性研究后，确定了两台600MW超临界机组凝汽器抽真空系统的改造方案，将抽真空方式由原来的单串联方式改为可串、可并联切换运行的抽真空方 式，串联抽真空方式下，高低背压凝汽器抽真空系统连通运行，三台真空泵与原运行方式不变;并联抽真空方式下，高低背压凝汽器抽真空系统进行隔离，A、C真空泵分别单抽高、低背压凝汽器，B真空泵作为A、C真空泵的备用泵，见图4。 32 接高压侧 凝结器接低压侧凝结器 改 造 为 图4 抽真空系统改造前后系统图 改造后，做单串联运行和并联运行的真空试验，即A、C真空泵运行，关闭B、C真空泵联络气动门，高压侧凝汽器真空和排汽温度基本无变化，低压侧凝汽器真空提高1.17kPa，排汽温度降低了3?，见图5。按照真空与发电煤耗的关系曲线，可使发电标煤耗降低 1.5g/kw.h，经济效益可观。 图5 串联和并联运行时的真空变化图 2.3 真空泵冷却水系统改造 两台600MW超临界机组真空系统各配置三台水环式真空泵，冷却水采用低压开式水供水。在夏季高温季节时，因开式水温高达34?，真空泵的工作液温度高达42?左右，真空 33 泵入口极限真空降低，真空泵的抽真空能力受到制约。 2009年10月#1机检修中，对真空泵进行了冷却水系统的改造，增加一路地下水作为冷却水源，因地下水水温恒定为22?左右，夏季高温时用地下水作为冷却水，降低工作水温，增加真空泵的抽吸能力。 经过对真空泵工作水冷却器水源由地下水和开式水的切换试验，发现在机组负荷为400MW-600MW时，冷却水由开式水切换至地下水，工作水温度约降低8?，凝汽器真空无明显变化;在350MW左右时，冷却水由开式水切换至地下水，工作水温度约降低5?，高背压侧真空和排汽温度无明显变化，低背压侧凝汽器真空提高0.50kPa，排汽温度降低0.6?，见图6。分析认为工作水温度的降低，对真空泵的抽吸能力有一定的影响，但是影响效果不是特别明显，需要进一步分析论证降低工作水温度对真空影响。 图6 开式水与地下水切换时真空变化图 3 结论 凝汽器真空系统对机组的经济性影响较大，当机组真空严密性试验不合格时一定要设法查找原因，并进行处理;凝汽器抽真空系统的优化改造工作需考虑全面，可能会因各厂机组的设计安装和布置形式不同，改造的结果可能存在较大差异，在需要大量资金投入的改造中，一定要做好前期的试验和论证工作，防止出现改造失败情况。 34