会员名：wolfly, Q' ^1 O5 H( Q6 }. G+ d; ^
交稿时间：2008-7-31 9：28：22
3 t7 G% u" {1 P2 d5 m# r提高60MW汽轮机组真空度的措施及效果分析 ' v) f8 g {* l3 O2 I# {. p2 \; _
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/ _, f1 H" x" X; f摘要：对我厂原50MW汽轮机组大修期间进行的二次滤网及真空泵改造的依据和方案进行阐述，并通过与改造前的端差、真空等数据进行对比分析，说明本次成功改造的意义。5 d M" @. M* t2 x. M, `% c. U8 ]
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关键词：真空 二次滤网 水环真空泵7 k1 |% k) Y) E6 a1 O" @
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一、改造前运行状况分析
7 d6 [; g5 q, X 我厂#1汽轮机组为上海汽轮机有限公司生产的CC50-90/42/15型双抽凝汽式汽轮机组，于1989年进行安装、1990年投入运行。自1998年以来，机组真空一直偏低，真空严密性试验多次不合格，虽然经历了2000年、2003年两次大修，但是真空偏低的问题一直没有得到解决，冬季尚能维持满负荷运行，而夏季不得不根据真空情况减负荷或调整抽汽量维持运行，使我厂电负荷和热负荷运行方式的调整十分被动。而且自电气开断后，分公司对我厂发电量及发电平稳率的要求与日俱增，原机组的运行状况已经不能满足运行方式的安排。鉴于此，2006年5月我厂利用#1汽轮机组大修的机会，对机组的真空系统进行了改造和优化，取得了良好的效果。
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5 u8 x3 L$ p7 D, q; @' q D二、改造依据
1 s5 p) M; U- K1、汽轮机组真空形成的原理6 d" c+ Q7 ?% A w) ~3 z% T
众所周知，汽轮机凝汽器真空形成的原理是：/ c* w2 \' @7 g3 D; y2 r5 E- i- i
1）在汽轮机组启动过程中凝汽器真空是由抽气设备将汽轮机和凝汽器内大量空气抽出而形成的；3 t" @3 k) Y7 ?5 w
2）在正常运行中，凝汽器真空的形成是由汽轮机排汽在凝汽器内骤然凝结成水时其比容急剧缩小大约三万倍而形成的。
1 i+ L, y* [0 x6 g4 e2 j2、改造的依据
* R+ l* ]+ M: m& O7 L& i 鉴于真空形成的原理，我们在研究提高真空的方案时就应该考虑： 1、如何减少汽轮机真空系统的漏空量；2、如何让排汽在凝汽器里良好而又经济的凝结。在机组正常运行过程中，真空系统或多或少存在着微量泄漏，有时并不能依靠注水查漏或质谱仪器探测出来，而且仅仅为泄漏一点点真空（未达到保护条件）而停机检查也是不现实的，所以考虑可以采用增加抽气量的方法来弥补真空的泄漏。而乏汽的凝结则完全依靠凝汽器的换热效果。所以我们改造的方向就是：1、提高机组抽气能效；2、提高凝汽器的换热能力。4 r* |, `+ P# m, Y% G- m
. R9 P8 W( x/ i% d: S& R4 V, t三、改造方案
4 C* s/ ]( W! W1、真空严密性不佳的改造方案
: F+ w. f$ q' z2 I #1汽轮机组原来采用的是射水泵加射水抽气器的抽气系统，型号为250S-39A/CS-400-15-III，功率：75KW，抽气能力：15kg/h：经过多年的运行，效率相当低下，特别是每次大修解体抽气器时，都发现抽气器喉部有大量的硬垢，严重影响其抽气的工况，所以当真空系统有微量泄漏时，抽气器无法将漏入的空气完全抽出，导致机组真空度下降。而水环真空泵的抽气效率较抽气器效率高，而且还有别于射水抽气器，即随着机组的真空越高，泵组的运行电流越小。所以在机组正常运行时，真空泵的功耗非常小，这就大大节省了厂用电。因此，我们决定采用水环真空泵组来代替射水泵及射水抽气器。与射水泵及射水抽气器相比，水环真空泵有以下优点： . C( d1 }. q9 K& E' b- B/ P! Z
1、结构简单，制造精度要求不高，容易加工。操作简单，维修方便。 * V }/ P7 Q# ]4 L
2、结构紧凑，泵一般与电动机直联，转数较高。用较小的结构尺寸，可以获得较大的排气量。
! F. r3 Y- T( a9 T 3、泵腔内没有金属摩擦表面，无须对泵内进行润滑。转动件和固定件之间密封可直接由水封来完成。
9 a5 a6 `% f/ X6 X4 N3 G 4、泵腔内压缩气体过程温度变化很小，可认为是等温压缩，故可以抽除易燃、易爆的气体。
& J7 _( Q5 E1 j# O: g/ t 5、由于没有排气阀及摩擦表面，故可以抽除带尘埃的气体、可凝性气体及气水混合物。
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综上所述，由于水环真空泵具有等温压缩和用水作封液，可以有效的抽除空气，包括含有灰尘和水分的气体，所以我们决定使用水环真空泵组代替原有射水泵及射水抽气器。 ! m; X( R6 b/ }( ?
本次改造选用了广东佛山水泵厂生产的型号为：2BW4253-OEK4单级水环式真空泵，其工作参数为：功率：45KW，抽气速率：8.5-30M3/分。
Y9 P8 r |2 j0 W" J2、凝汽器换热效果差的改造方案
& w# w" a( t+ B3 d8 |% n 停机后检查凝汽器水侧，发现如下现象：
( `/ _4 e$ L6 p- e# K" b! E% Y 由胶球、石块、凉水塔填料碎片堵塞9根管道。空抽区大部分管道有少量蓝色的碱性铜腐蚀产物。
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: ]! T8 ~+ {; y, \! x进水区的管口的镀膜层因杂质等冲刷，几乎全部破损。
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乙侧出水侧：因查漏堵管12根，管口沉积物较多，沉积物下有较均匀的腐蚀坑，已观察不到保护膜的存在。! G8 b/ e# H* V* j5 K5 C3 W
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甲侧出水侧：因查漏堵管3根，管口有沉积物，有轻微腐蚀坑，几乎观察不至保护膜。
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7 k# ^3 K+ X a6 \) a. v& h 甲侧进水侧：因查漏堵管12根，杂物堵管7根，管口有冲刷痕迹，部分保护膜破损。空抽区的蓝色的碱性铜腐蚀产物较乙侧多。; P3 }' ^: J% Z: V! R
. }2 d9 S2 ~3 M0 E, p3 Y7 p# d6 M( R循环水进水管束多根铜管的管口被小石子、碎砖块、木块、塑料、泡沫等杂物堵住，内壁可见黑色膜，有沉积物和沉积物下蓝色腐蚀产物。循环水回水管束铜管沉积了鳞片状碳酸盐垢，上部出水端沉积最厚。
/ Q# z A2 G$ ~6 E7 z割管检查：: P3 \( [6 J7 L0 a* J. }1 b- J# W" O
1、进水向乙侧上：表面有少许沉积物，垢下有光滑的保护膜。
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酸洗前
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, w+ H3 p& e* n5 C( y6 C 酸洗后
' ?) H3 |$ R, D6 n0 u- z2、进水向甲侧下：表面有凹凸不平的沉积物。
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# L8 n3 l! V6 G4 d0 j 酸洗前* k; P( z3 M5 Y/ s ?
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酸洗后
$ L; `4 O9 D% U0 O8 g% K3、出水向乙侧下：表面积满沉积物（疏松的），最厚处0.5㎜。' |: t v& C. w# v4 f3 O
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+ ^2 K. g5 a2 f$ ]! F9 |& H 酸洗前7 F% f9 i- Q f, Z' y3 j0 `4 D4 O
# P$ H5 Z+ {, ~% t- X8 J1 b, U, [- _$ u
酸洗后9 I7 E, r' l0 ?
+ a1 S- \1 D, i* K; O; z+ p4、抽管结垢量分析
$ {* R+ x: u1 _* U' R( z抽管位置$ \, c' O. r& I3 T! }3 R
| 进水向乙侧下
8 a. P6 ] z5 G | 进水向甲侧下
% j7 e+ Q4 \" J1 Y | 出水向乙侧上 X# ]) d9 Z# g1 j
| 结垢量（g/m2）; y; C0 e9 U3 b% `; d' U
| 46.40: @( U/ d( o; B/ R- P8 e8 F4 ?
| 227.96
& F2 N2 y6 y+ l- t ] | 1111.81
3 Z8 L* H0 B5 Y; T |
7 Q- j* I* [& K
5、铜管垢样分析
+ k6 a# j' b; L: e3 |5 y: `6 w. @6 z& @0 D
项目
- \+ d$ }; {: y7 F | 有机物 9 y* g8 Z- ]! `8 x7 V6 F/ Z
| SiO2 $ {% K$ e0 S) _
| CaCO3
7 J/ [+ R' O x) f$ i | Mg CO3 ; }4 W& ?" b7 D
| Na2CO3
1 Q: P7 P) L7 u& V | 含量%
$ i2 L1 I4 G6 c( N2 n; J: A | 2.38
0 b2 x a! X1 F( @( g2 K | 0.034
$ P/ p* q4 e9 f0 U* ~8 m | 68.43 / u2 ?" E% O4 s& j4 u. D) B
| 4.18 * Q- T( q8 t8 W. q
| 1.29 . ?6 q. F8 I$ z2 ~: p4 S" I2 w
|
! U; t# R/ P6 i& T' K! C% @) _! c% Z w' n# U" z* z
由此可见，虽然我厂采用的是循环水闭式循环，但是进入凝汽器循环水的品质并不乐观，特别是大颗粒杂质等污染尤其严重，所以我们采用加装回转自冲洗式二次滤网的方案来加强循环水过滤的效果，以保证循环水进水质量。
" O2 u. _1 O+ ]9 `8 D4 b6 |8 c 回转自冲洗式二次滤网和其他普通二次滤网相比有如下特点
% M( e2 o" \4 f& C% z/ { 1）网芯旋转、清洗时靠负压反冲，清污能力较固定式二次滤网强，工作简单可靠；, l8 ~3 [* z5 H: E4 W2 } f
2）网芯驱动齿轮与循环水隔绝，润滑系统采用全封闭开形式，齿轮不再受水、泥沙等杂质磨损和侵蚀；! q- K/ P% G1 U1 y2 Q2 |( @
3）消除了老式二次滤网存在的传动系统复杂易产生故障的缺点。
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( ~0 N j# L5 m' i% A* M6 R5 J四、改造后效果
' C; C8 X( t# v8 K N9 e1、真空与端差比较（2004-2007数据）
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4 ~8 b" o! `: r, K& w' P4 Z) w
, e9 b$ T& A: w5 E" a2 z& ` | 改造前30MW（夏）
p/ z8 @; i1 C! q; x: f! | | 改造后30MW（夏）
" ?/ ~7 `0 J5 L% s4 W+ T' S1 U | 改造前50MW（夏）
& p3 ^# D w5 \6 M/ e; X5 F | 改造后60MW（夏）
. p4 V1 h1 W! x7 Y | 改造前30MW（冬）
( d$ ^3 a0 m% f! { | 改造后30MW（冬）
8 C/ Q" |: {# r% v e* @6 O" e | 改造前50MW（冬）% L. ?2 {5 x/ Q. r2 D) \4 ~1 Y
| 改造后60MW（冬）
: ^+ V2 R0 t5 M | 真空（Kpa）
" L/ t& u8 X6 j* ^ | -89.3
' }) j2 z O! b- w) J5 K# h: J$ H# P7 j | -94.5- b1 N4 O4 _' s" Z( S$ N
| -86.91 R$ B3 j' @. h) l
| -88.7
: U; {9 c# j6 M: y5 ~# _+ P2 H | -94.4
4 Q- L6 j7 I5 j3 Q/ o0 I1 ] | -99.2
+ I/ f! e0 d& C8 n | -88.2
b. B: w1 C9 b3 U0 G0 F" R2 v- o5 x | -92.7
# u5 Y k3 T* u$ Q% J | 端差（℃）. I# h2 S( {. [1 |( N
| 5.22 U: o- T9 M* f6 L( N" V, Q# P+ J/ Z, b
| 3.5* [/ D1 p* Z% o) B8 _# M3 Z
| 7.6
: S4 `8 K8 h/ Z% f- M | 5.8( N9 \: M2 E; {+ r9 _. Z4 l
| 7.2( L/ h7 j( j% W- q, {1 B! j& G
| 6.5" f- s- `4 B" @% [# J" I" ~
| 9.5
) ^# N5 @; W" P; _# _) N' V% o6 i6 E | 8.63 H5 Q% k) C: T' z
| 胶球收球率（％）
1 y7 M% j4 h" q' b, ]6 a% m" ]5 e$ ?3 g | 65& N) B1 h6 i4 a/ a: H
| 90
( q7 f( O. r3 J5 {7 k | 65
8 e, @8 w: X! s3 a- W9 Z/ \0 X8 p. ?3 a | 90
; |3 A+ s5 h& o: n% i/ \; E | 65
+ B4 b+ B# I9 G* Q" S4 [8 I | 90; f4 g0 s; |5 b( t; t
| 65 g6 L: C& v+ R1 }' |
| 906 U0 T1 d' `4 f/ [8 i7 H
|
& i/ \+ d+ k# H! m7 Y
`: ?) Z% g: g! q) o$ Z*机组增容改造后满发功率60MW，最大进汽量不变；夏季取7-9月平均，冬季取12-2月平均5 _5 h) I0 w D! m9 y, x: b& Z
3、改造前后抽气系统功率比较7 F/ D1 G4 q9 E
9 G# b$ K7 w* X# I! x: R, L J: @' j" |( N$ I( l
| 射水泵5 M# p# y( ]* s; y5 z
| 真空泵
6 F/ I8 Q3 @& ^+ r5 D7 b% v6 ` | 机组启动过程（A）" v8 Z: b/ ?4 P$ D
| 95
! [& W$ Q( o. t1 ?% Q | 80; V% V9 D& k+ W, F7 x, W
| 机组正常运行过程（A）: G" A" }+ }- l/ ~- g& w8 S
| 94" x( t9 T0 ? J
| 744 K+ F+ z9 x J$ }
|
0 a. q. T5 ?8 \5 Y- |' e; c4 E% d; }! v5 W9 d; L
+ i" O1 P6 @0 V
五、改造的意义
! z, U" s$ c4 Z' g$ J5 a 综上所述，本次针对#2汽轮机组真空系统改造的方案是成功的，不仅提高了机组运行的真空度，而且使用厂用电率也有所下降。改善了凝汽器循环水进水品质后，对凝汽器铜管的磨损也会有比较明显的改观，相对延缓凝汽器铜管的电腐蚀和化学腐蚀，加强了铜管的换热效率，延长了铜管的使用寿命，对工厂的节能降耗和设备可靠性具有积极的作用。
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1 E2 i; O/ L, ^- r( x# |评委点评：文章层次清楚：依次指出现状（存在问题）－－分析问题，找准方向－－提出方案－－改造效果。本文提出的问题，是各电厂普遍存在的，文章中的改造方案对各个热电企业都是有参考价值的。文章中“改造方案”、“改造效果”两部分可进一步细化。此外，文章中部分章节略显凌乱，微有瑕疵。! ~9 y6 }2 S& A6 Y* t9 I
评委评价：A- |
发表于 2008-7-28 17:59
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