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1、河北工业职业技术学院毕 业 论 文论文题目：汽轮机运行中凝汽器真空度下降的原因分析系 别 环境与化学工程系 专业年级 10精细化学品生产技术 学生姓名 * 学号 * 指导教师 何* 职称 教授 日 期 2013年5月10日 目 录摘要.1关键字.1引言.1正文一、凝汽设备的作用.1（一）两道两流程表面式凝汽器的作用.1（二）射水抽气器的作用.2（三）循环水泵和凝结水泵的作用.2二、凝汽设备的运行监督与工作原理.2（一）凝汽器的运行与监督.2（二）抽气器工作原理. .3三、汽轮机真空下降的原因.3（一）汽轮机凝汽器真空度下降的主要特征.3（二）汽轮机凝汽器真空度下降原因分析.3四、凝汽器真空度下
2、降的预防措施.5结论.6参考文献.6汽轮机运行中凝汽器真空度下降的原因分析* 10精细化学品生产技术摘要：凝汽设备是凝汽式汽轮机组的一个重要组成部分，它的工作性能直接影响整个汽轮机组的安全性、可靠性、稳定性和经济性。凝汽器的真空水平对汽轮发电机组的经济性有着直接影响。而凝汽器真空受诸多因素制约，因此有必要分析机组凝汽器真空度下降的原因，找出预防真空度下降的措施，提高凝汽器性能。关键字：汽轮机；抽汽；真空度；凝汽器引言在焦化行业中，由于干熄焦技术的应用，产业链的延伸，汽轮机发电已是必不可少的项目；汽轮机真空系统严密性又关系到汽轮机安全的一项重要指标，其严密性的好坏直接影响到整个设备运行的热经济性
3、和安全性，然而，由于设计、安装和运行、检修等方面的原因，许多机组运行过程中时常出现真空偏低的现象。为此，本文结合实践分析了真空系统下降的原因，并且探讨了几种提高真空系统严密性的措施。正文：汽轮机真空系统包含汽轮机后轴封，排气，凝汽，抽汽，循环水及凝结水等工序和后轴套汽封，排气缸，凝汽器，抽汽器，循环水泵，凝结水泵及相关管道、表计等设备。汽轮机真空系统完成的任务是在汽轮机机组末端建立并维持一定的真空，使蒸汽在调节级与排气缸之间的压差下做功并顺利排出。汽轮机安全运行，离不开真空系统的安全运行，可见真空系统的严密性是至关重要的。一、凝汽设备的作用凝气设备主要由凝汽器、循环水泵、凝结水泵、抽汽器等组成
4、。（一）两道两流程表面式凝汽器的作用两道两流程表面式凝汽器的作用是降低汽轮机的排气压力即形成高度真空，以增大蒸汽在汽轮机内的理想焓降；冷却汽轮机排汽成为凝结水，回收工质和一部分热量；在机组启、停中回收疏水；对凝结水和凝汽器补水进行一级真空除氧。（二）射水抽汽器的作用抽汽器的作用有二：一是在机组启、停过程中，抽出凝汽器内的空气，建立启动真空；一是在机组运行中，连续不断地抽出凝汽器内漏入的空气等不凝结气体和蒸汽，维持凝汽器内的真空，以保证凝汽器的工作效率和提高机组经济性。 （三）循环水泵和凝结水泵的作用循环水泵的作用是连续不断地向凝汽器及其他冷却器（空冷器、冷油器）等提供一定压力和流量的冷却水，以
5、保证它们工作需要。凝结水泵的作用是将凝汽器中的凝结水连续不断地输送出去，送至除氧器作为锅炉给水，以达到回收工质的作用。二、凝汽设备的运行监督与工作原理（一）凝汽器的运行与监督1、凝汽器运行好坏的标志(1)能否达到最有利真空；(2)能否使凝结水的过冷度最小；(3)能否保证凝结水品质合格。2、凝汽器的最有利真空凝汽器的最有利真空是指在汽轮机排气量、凝汽器冷却水入口温度一定时，通过增加冷却水流量使汽轮发电机的功率增加。当发电机增加的功率与循环水泵多耗的功率之差最大时的真空。它应该经过技术经济比较来确定，一般由实验来确定。3、凝结水的过冷却所谓过冷度是指在一定压力下冷凝水的温度低于相应压力下饱和温度的
6、差值凝结水过冷却一方面降低了电厂的热经济性；另一方面使凝结水含氧量增加，加快了设备管道系统的腐蚀，降低了设备的安全性和可靠性。凝结水过冷度增大的原因主要有：（1）凝汽器设计不合理；（2）凝汽器汽侧积存空气；（3）凝汽器水位高，淹没一部分冷却管，造成凝结水过冷却；（4）冷却水漏入凝汽器汽侧，导致凝结水过冷却；（5）冷却水水温过低，凝汽器热负荷过小，尤其是抽汽机组在冬季供热时，可能出现这种情况。4、凝汽器的热力特性凝汽器真空与凝汽量及冷却水温度的变化关系称为凝汽器的热力特性，掌握凝汽器热力特性是正确分析凝汽器运行状态和维护的依据。根据凝汽器热力特性可以分析出，提高凝汽器真空可采取下列措施：（1）降
7、低冷却水进口温度；（2）增加冷却水量；（3）降低传热端差（凝汽器压力下的饱和水温度与凝汽器循环冷却水出口温度之差称为端差），即保持传热面清洁或改进旧设备，增加传热面积和传热效果。（二）抽汽器工作原理抽汽器由喷嘴、混合室、扩散管等组成。工作介质通过喷嘴，将压能转变为速度能，利用卷吸作用的原理在混合室中形成高于凝汽器的真空，将凝汽器中的空气等汽、气混合物抽出，通过扩散管再将速度能转变为压能，最后以略高于大气压的压力将混合物排至大气。三、汽轮机真空下降的原因凝汽器的真空水平对汽轮发电机组的经济性有着直接影响，如机组真空下降，机组热耗将要大幅上升。凝汽器内所形成的真空受凝汽器传热情况、真空系统严密性状
8、况、冷却水的温度、流量、机组的排汽量及抽汽器的工作状况等因素制约。找出预防真空度下降的措施，提高凝汽器性能，维持机组经济真空运行,以便直接提高整个汽轮机组的热经济性。（一）汽轮机凝汽器真空度下降的主要特征在汽轮机组的正常运行中我们可以通过各种仪表、数据来了解和分析汽轮机凝汽器的真空度好坏情况。一般汽轮机凝汽器真空度下降的主要特征有：1、真空表指示降低2、排汽温度升高3、凝结水过冷度增加4、凝汽器端差增大5、机组出现振动（二）汽轮机凝汽器真空度下降原因分析引起汽轮机凝汽器真空度下降的原因主要有循环水量中断或不足、循环水温升高、后轴封供汽中断、抽汽器或真空泵故障、凝汽器满水（或水位升高）、凝汽器结
9、垢或腐蚀，传热恶化、凝汽器水侧泄漏、凝汽器真空系统不严密，汽侧泄漏导致空气涌入等。1、循环水量中断或不足循环水中断引起真空急剧下降的主要特征是：凝汽器前循环水泵出口侧压力急剧下降；冷却塔无水喷出。循环水中断的原因可能是：循环水泵或其驱动电机故障；循环水吸水口滤网堵塞，吸入水位过低；循环水泵轴封或吸水管不严密或破裂，使空气漏人泵内等。循环水中断时，应迅速卸掉汽轮机负荷，迅速切换循环水泵，并注意真空下降数度，到允许低限值时进行故障停机。循环水量不足的主要特征是：真空逐步下降；循环水出口和入口温差增大。由于引起循环水量不足的原因不同，因此有其不同的特点，所以可根据这些特征去分析判断故障所在，并加以解
10、决。2、循环水温升高当电厂的循环冷却水为开式水时，受季节影响大，特别是夏季，循环水温升高，影响了凝汽器的换热效果。当循环水进口温度升高时，其吸收热量就减少，蒸汽冷凝温度就越高，冷凝温度的升高可使排汽压力相应升高，降低蒸汽在汽机内部的焓降，使得凝汽器内真空下降。循环水温越高，循环水从凝汽器中带走的热量越少。由于飞散及蒸发损失，循环补充用水是较大的，及时补充冷水是保持冷却水塔有效降温的重要方面，应定期检查冷却塔内的分配管是否正常，出水是否完好，这些因素都直接影响水的分布均匀性，影响其散热性能。3、抽汽器故障抽汽器工作不正常引起真空下降的特征有：循环水出口水温与排汽温度的差值增大；抽汽器排气管向外冒
11、水或冒蒸汽；凝结水过循环度增大，但经空气严密性试验证明真空系统漏气并未增加。4、凝汽器热负荷过高由于机组主蒸汽管自动主汽门前、调节汽门前疏水，低压加热器疏水以及抽汽逆止阀等多处疏水，均接入凝汽器，增加了凝汽器换热强度，当循环冷却水量一定或不足时，就会导致凝汽器真空度下降。改进的方法是将以上疏水系统加分流管道及阀门或直接接至疏水扩容器或疏水箱，以降低凝汽器的热负荷。5、凝汽器水位过高凝汽器汽侧空间水位过高引起真空下降的原因是：凝汽器汽侧空间水位升高后，淹没了下边一部分铜管，减少了凝汽器的冷却面积，使汽轮机排汽压力升高即真空降低。如凝汽器水位升高到抽空气管口高度，则凝汽器真空便开始下降。根据凝结水
12、淹没抽汽口的程度，开始时真空降低缓慢，以后便迅速加快，这时连接在凝汽器喉部的真空表指示下降，而连接在抽汽器上的真空表指示上升。如果不及时采取必要的措施，将有水由抽汽器的排气管中冒出。造成凝汽器满水的可能原因有：凝结水泵故障。凝汽器铜管破裂，此时凝结水水质恶化。正常运行中误将凝结水再循环门开大。6、凝汽器冷却面结垢当凝汽器内铜管脏污结垢时，将影响凝汽器的热交换，使凝汽器端差增大，排汽温度上升，此时凝汽器内水阻增大，冷却通流量减小，冷却水出入口温差也随之增加，造成真空下降。凝汽器冷却面结垢的主要原因是循环水水质不良，在铜管内壁沉积了一层软质的有机垢或结成硬质的无机垢，严重地降低了铜管的传热能力，并
13、减少了铜管的通流面积。当结垢过多，真空过低时，就必须停机进行清洗。一般情况下，采用酸洗后机组真空会明显改善。7、凝汽器真空系统不严密真空系统不严密，存在较小漏点时，不凝结的汽体从外部漏人处于真空状态的部位，最后泄漏到凝汽器中，过多的不凝结气体滞留在凝汽器中影响传热，使真空异常下降。真空系统不严密漏气量增多时，表现的主要现象是：汽轮机排气温度与凝汽器出口循环水温的差值增大、凝结水过冷却度增大。此时应立即查找漏气原因和漏气点并予以消除。容易发生漏气的地点如下：(1)轴封蒸汽未及时调整好造成轴封断汽，使空气从轴封处漏入。(2)汽轮机排汽室与凝汽器的连接管段由于热变形或腐蚀穿孔引起漏气。(3)低压缸变
14、形，从法兰接合面不严密处漏入空气。(4)自动排气门或真空破坏门不严密。(5)与真空系统连接的设备或管道上的计量表连接管有缺陷。四、凝汽器真空度下降的预防措施真空系统庞大，与真空有关的设备系统分散复杂，真空下降事故至今仍在汽轮机事故中占相当大比重，需要时刻做好真空下降预防工作。1、加强对循环水供水设备的维护工作，确保循环水供水设备的正常运行。对冷却水流量和流速进行合理调整2、提高抽汽器工作性能，加强对凝结水泵及抽汽器等空气抽出设备的维护工作，确保其正常运行，抽汽器切换要严防误操作。3、轴封供汽压力自动、凝汽器水位自动要可靠投用，调整门动作要可靠，并加强对凝汽器水位和轴封汽压力的监视。调整汽轮机轴
15、端汽封间隙，减小轴端漏汽量；严格控制低压汽封供汽压力、温度，遇到汽封系统运行不正常，应及时进行分析；及时更换泄漏的阀门等方面改进真空的严密性。4、对凝汽器的汽水、水封设备的运行加强监视分析，防止水封设备损坏或水封头失水漏空气。5、汽水系统化学补充水接至凝汽器。补充水温度低，吸收排汽热量可降低凝汽器温度。6、低真空保护装置应投入运行，整定值应符合设计要求，不得任意改变报警、停机的整定值。7保持凝汽器管壁和水侧的清洁度，减轻汽器铜管结垢。可以考虑加装凝汽器铜管杀菌灭藻装置，防止微生物在铜管内壁蔓延。8、检查冷却塔性能，加强运行维护，调整到最佳工况运行。结论通过以上的综合分析不难看出，影响凝汽器真空
16、的因素众多复杂，所以只有熟悉掌握机组系统原理，了解真空降低对机组的影响，才能做出准确分析判断。对凝汽设备系统全面分析、深入研究、逐步排查，找出真空度下降的关键因素，在确保安全的前提下争取最大的经济效益，了解凝汽器真空下降可能产生的原因和后果，才能确保及时准确地对故障进行处理。确保机组的安全经济运行。本文所述的内容是在汽轮机正常运行中，较为常见的凝结器真空度下降的原因、象征与处理方法。理论水平有限，不可避免的存在一些问题和不足，还需要大家在工作过程中予以批评指正。参考文献1、吴文龙凝汽器腐蚀与结垢控制技术北京：中国电力出版设.2012.吴文龙吴文龙吴文龙2、史月涛汽轮机设备与运行北京：中国电力出版社.2008.3、张磊汽轮机设备运行技术问答北京：中国电力出版设.2008.4、王学义工业汽轮机技术北京：中国石化出版社.2011.5、黄树红汽轮机原理北京：中国电力出版社.2008.河北工业职业技术学院毕业设计（论文）成绩评定表姓名*系别环境与化学工程系专业精细化学品生产技术设计（论文）题目汽轮机运行中凝汽器真空度下降的原因分析评语指导教师（签字）： 年 月 日答辩委员会意见评定级别： 答辩委员会成员（签字）： 年 月 日毕业实践领导小组意见组长（签字）：年 月 日
