什么是膠球清洗凝結(jié)水過冷度?

   凝汽器是凝汽式汽輪機的主要輔助設備,是汽輪機組系統(tǒng)的重要組成部分,它工作性能的好壞直接影響著整個機組的熱經(jīng)濟性和安全性。而凝汽器運行狀態(tài)的優(yōu)劣集中表現(xiàn)在以下三個方面:是否保持在佳真空、凝結(jié)水的過冷度是否小以及凝結(jié)水的品質(zhì)是否合格。
   其中凝結(jié)水的過冷度越大,說明被冷卻水帶走損失的熱量越多,而這部分熱損失要靠鍋爐多燃燒燃料來彌補,從而導致整個熱力系統(tǒng)熱經(jīng)濟性降低。而且過冷度越大,凝結(jié)水中的含氧量也越多,從而加速了相關管道、設備的腐蝕速度。因此需從各個方面對凝汽水過冷度加以重視并采取措施使其減到小,以此來提高機組運行的經(jīng)濟性和安全性。

1、膠球清洗凝結(jié)水過冷度的定義和表示方法

1）定義：膠球清洗凝結(jié)水過冷度表征了凝汽器熱水井中凝結(jié)水的過度冷卻程度,凝汽器熱水井出口凝結(jié)水溫度與凝汽器在排汽壓力下對應的飽和溫度之差即稱為過冷度。

2)表示方法

溫度形式: Δtn=ts-t

式中:Δtn—膠球清洗凝結(jié)水過冷

ts—凝汽器絕對壓力下的飽和溫度

tc—凝汽器熱井中凝結(jié)水溫度。

2、膠球清洗過冷度產(chǎn)生的原因

凝汽器運行中產(chǎn)生凝結(jié)水過冷卻現(xiàn)象可能是凝汽器設計中的問題,也可能是運行不當而產(chǎn)生的,一般主要原因有以下幾個。

1)膠球清洗凝汽器內(nèi)管束排列不好

在舊式結(jié)構(gòu)的凝汽器上,膠球清洗凝結(jié)水過冷度可能很大。這些凝汽器通常均為非回熱式的,凝汽器內(nèi)由于冷卻水管束布置過密和排列不當,使汽氣混合物在通往凝汽器的管束中心和下部時存在很大的汽阻,引起凝汽器內(nèi)部絕對壓力從凝汽器入口到抽氣口逐漸降低,使得凝汽器大部分區(qū)域的蒸汽實際凝結(jié)溫度要低于凝汽器入口處的飽和溫度,形成了過冷度。這同時造成了蒸汽負荷大部分集中在上部冷卻管束處,蒸汽所凝結(jié)的水通過密集的管束,又在冷卻水管外側(cè)形成一層水膜,又起到再冷卻凝結(jié)水的作用,加之排汽不能回熱熱水井中凝結(jié)水,進一步加劇了凝結(jié)水的過冷卻。

2)空氣漏入凝汽器或射水抽氣器工作不正常

機組運行過程中,處于真空狀態(tài)下的汽輪機的排汽缸、凝汽器以及低壓給水加熱系統(tǒng)等部分,若有不嚴密處,則會造成空氣漏入;另一方面,抽氣器工作不正常,不能及時地把凝汽器內(nèi)漏入的空氣抽走。這兩方面使得凝汽器內(nèi)積存的空氣等不凝結(jié)氣體增加,這不僅會在冷卻水管的表面形成傳熱不良的空氣膜,降低傳熱效果,增加傳熱端差;同時還使得凝汽器內(nèi)的汽氣混合物中空氣成分的增高,造成空氣分壓提高、蒸汽分壓降低,而凝結(jié)水是在對應蒸汽分壓的飽和溫度下冷凝,所以此時凝結(jié)水溫度必然低于凝汽器壓力下的飽和溫度,因而產(chǎn)生了凝結(jié)水的過冷卻。

3)膠球清洗凝結(jié)水水位過高

運行過程中,由于凝結(jié)水泵真空部分漏入空氣或其它故障,使凝汽器熱井中凝結(jié)水水位過高,淹沒了下部的冷卻水管,這樣冷卻水又帶走一部分凝結(jié)水的熱量,使凝結(jié)水再次被冷卻,過冷度必然增大。

4)膠球清洗冷卻水漏入凝結(jié)水內(nèi)

凝汽器內(nèi)冷卻水管破裂,造成冷卻水漏入凝結(jié)水內(nèi),使凝結(jié)水溫度降低,過冷度增加,此時還伴有凝結(jié)水硬度增大的現(xiàn)象發(fā)生。

5)膠球清洗凝汽器冷卻水入口溫度和流量的影響

現(xiàn)代電站凝汽器通常為回熱式的,具有合理設計的管束結(jié)構(gòu),汽阻極小,在額定的設計工況下運行時,膠球清洗凝結(jié)水過冷度實際可為零。在這種情況下,膠球清洗凝結(jié)水過冷度主要受凝汽設備運行工況因素的影響,其中重要的因素是凝汽器冷卻水的入口溫度和流量。

試驗與運行經(jīng)驗表明,在一定的蒸汽負荷下,當冷卻水入口溫度降低或流量增加時,凝汽器壓力降低,真空增加,進入熱井的凝結(jié)水的過冷度將增大。

6）蒸汽負荷的影響

凝汽器蒸汽負荷的大小對膠球清洗凝結(jié)水過冷度也有一定的影響。根據(jù)前蘇聯(lián)ВТИ的試驗結(jié)果,對于汽流向心式凝汽器,隨著蒸汽負荷的提高,過冷度增大;而對于汽流向側(cè)式凝汽器,蒸汽負荷升高時,過冷度減小。對于舊式非回熱式凝汽器,蒸汽負荷減小時,不可避免地會引起過冷度增加。

7）將溫度較低的補充水直接補入凝汽器的熱水井

機組在運行過程中,由于鍋爐排污等原因,導致工質(zhì)在循環(huán)過程中產(chǎn)生了汽水損失,因此為了滿足汽輪機進汽量的需要,必須及時補入到汽水工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)中。補充水補入的位置有除氧器和凝汽器兩種方案,如果采用補入凝汽器方案,冬天時補充水溫度一般低于設計工況時凝汽器中凝結(jié)水溫度可達十幾攝氏度。這樣將溫度較低的補充水直接補入凝汽器的熱水井,并且在補充水流量較大時,勢必會造成凝結(jié)水溫度的降低,致使過冷度增加。