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影响真空的因素分析
从热力循环的角度看,提高循环热效率的主要方法之一是提高工质的初参数和降低工质的终参数,要实现降低工质的终参数的目的,就是想办法在汽轮机的排汽口建立并维持真空。
凝汽器真空的建立,在机组启动阶段与正常运行中的机理是不同的,在机组启动时,凝汽器真空的建立依赖于抽气器将凝汽器中的空气抽出,而机组正常运行中的真空的形成是因为排汽进入凝汽器后,受到冷却介质(循环水)的冷却而凝结成水,气体凝结成水后,其体积成千上万倍的缩小,原来由蒸汽充满的容器空间就形成了真空,在理想工况下,只要进入凝汽器的冷却介质不中断,则凝汽器内的真空便可维持在一定水平上,但实际上,汽轮机组排汽总带有一些不可凝结的气体,处于高度真空状态下的凝汽器和其它设备也不可能做到完全密封,总有一些空气通过不严密处漏入真空系统中,这些气体的存在,影响凝汽器的传热,使凝汽器的端差增大,进而影响凝汽器的真空。所以说,必须靠抽汽器将不凝结气体不间断的抽出来,使这些气体不至于在凝汽器中积累而造成真空破坏。
凝汽式汽轮机维持较高的真空可以使蒸汽的热能更多地转化为机械能,当进入汽轮机的主汽流量不变时,凝汽器真空提高100Pa,就会使汽轮机的负荷增加2%的额定负荷,正因为,凝汽式机组通常维持高真空运行,但过高的真空使循环水泵耗电量增大,因而要确定最佳真空,所谓的最佳真空是提高真空使汽轮发电机增加的负荷与循环水泵多消耗的电功率之差为最大时的真空,确定最佳真空有两种方法,一种是试验的方法,另一种是理论计算的方法,对于长春二热的200MW的机组来说,最佳真空为96Kpa,运行中保持经济真空是汽机获得较好经济性的关键。过高的真空不仅在运行经济上不合理,而使排汽湿度增大,加剧末级叶片的水蚀,从而影响汽轮机的安全运行。凝汽器真空太高了不好,那么低了更不行了,除了影响经济性以外,对安全性有什么影响呢?真空降低,排汽温度升高,会使机组低压部分部件膨胀增大,可能导致机组中心改变,轴封间隙减小,引起机组振动,另外,真空降低,排汽温度升高,容易使凝汽器铜管的胀口泄漏,恶化凝结水品质。结合我厂的200MW机组和本人多年的实际工作经验,提出一些提高真空的方法:
保证循环水系统正常。循环每降低1度,%,~%,所以高负荷时,要保持两台循环水泵运行。循环水泵跳闸及循环水前池水位过低都将使真空急剧下降,还有一个原因不是很常见的,就是循环水泵出口门自动关闭,造成循环水中断,真空保护动作停机,这样的事在我厂2号机组发生过。
消除真空系统泄漏。真空系统包括的设备、管道太多太杂,另外真空系统是向里漏空气,在检查是不直观,不易察觉,这些原因导致真空系统查漏成为200MW机组的一大难题,困难是有的,但细心查找,还是有收获的,举例来说,我厂的1号机组,200MW凝汽式机组,一段时期以来,一直需要运行2台射水泵方可维持真空,运行1台时,真空将下降4Kpa,经查找,发现1号射水泵出口管与热网的连接管道有一弯头撕裂,向里漏空气,后经处理后不漏,真空恢复了正常,另外本人在1号机组事故处理中遇到真空下降的情况,当时的情况是发电机失磁使厂用6KV电源跳闸,备用电源联动成功,但由于冲击作用使化学的除盐水泵跳闸,使凝汽器补水中断,当补水管内压力降至零时,使凝汽器真空下降,所以,在事故处理时,遇到真空下降,要考虑到凝