凝结水过冷却原因分析

一、凝结水过冷的危害由于凝结水的过冷却,使传给冷却水的热量增加,而这部分能量损失要靠锅炉多燃烧燃料来弥补,导致系统经济性下降。凝结水温度过低,即凝结水水面上的蒸汽分压力降低,气体分压力的增高,使得溶解于水中的气体增加。此外，凝结水中含氧量增加,将导致凝汽器内换热管、低压加热器及相关管道阀门腐蚀加剧,以致降低设备的使用寿命,不利于机组的安全运行。同时加重了除氧器的工作负担,使除氧效果变差,严重时会腐蚀处于高温工作环境下的给水管道和锅炉省煤器管,引起泄漏和爆管。因此需从各个方面对凝结水过冷度给以重视，并采取措施使其最小,以此来提高机组运行的经济性和安全性。二、凝结水产生过冷的主要原因及影响因素1．凝汽器内管束排列不好凝汽器内由于冷却水管束布置过密和排列不当,使汽气混合物在通往凝汽器的管束中心和下部时存在很大的汽阻,引起凝汽器内部绝对压力从凝汽器入口到抽气口逐渐降低,使得凝汽器大部分区域的蒸汽实际凝结温度要低于凝汽器入口处的饱和温度,形成了过冷度。这同时造成了蒸汽负荷大部分集中在上部冷却管束处,蒸汽所凝结的水通过密集的管束,又在冷却水管外侧形成一层水膜,又起到再冷却凝结水的作用。2.空气漏入凝汽器或真空泵工作不正常在机组运行过程中,处于真空条件下的凝汽器、汽轮机的排汽缸以及低压等如有不严密处,则造成空气的漏入；另外,真空泵工作不正常,不能及时地把凝汽器内的空气抽走，这使得凝汽器中积存的空气等不凝结气体增加，这样不仅在冷却水管的表面会构成传热不良的空气膜,降低传热效果,增加传热端差，同时由于凝汽器内的蒸汽混合物中空气成分的增高,蒸汽分压力的数值相对于混合物的总压力就会降低,而凝结水是在对应蒸汽分压的饱和温度下冷凝,所以此时凝结水温度必然低于凝汽器压力下的饱和温度,因而产生了凝结水的过冷却。3.循环冷却水漏入凝结水内机组运行中,由于管板胀口不严、钛管腐蚀或损坏，导致冷却水管破裂，冷却水便会大量漏入凝结水中，从而导致凝结水温度降低，过冷度增加，此时还伴有凝结水硬度增大的现象发生。4.凝汽器水位过高运行过程中,若凝汽器水位没有调节好，使凝汽器热井中凝结水水位过高，淹没了下部的冷却水管，这样冷却水又带走一部分凝结水的热量，使凝结水再次被冷却，过冷度必然增大。凝结水水位过高往往是引起过冷度增大的主要原因之一。5.凝汽器补水的影响机组在运行过程中,由于锅炉排污等原因,导致工质在循环过程中产生了汽水损失,因此为了满足汽轮机进汽量的需要,必须及时补入到汽水工质循环系统中。我厂机组凝汽器补水均为将凝补水直接补入凝汽器，冬季时补充水温度一般低于设计工况时凝汽器中凝结水温度，这样将温度较低的凝补水直接补入凝汽器，而在补充水流量较大时，势必造成凝结水温度的降低，致使过冷度增加。6.凝汽器冷却水入口温度和流量的影响循环水温度过低和循环水量过大，使凝结水被过度的冷却，过冷度增加。对于一给定的凝汽器,在不同运行工况下均存在一个极限真空,达到此极限真空后,再增加冷却水流量不但增大循环水泵的耗功,还引起凝结水过冷。极限真空只是可以达到的真空,并非经济真空。试验与运行经验表明,在一定的蒸汽负荷及真空严密性条件下,当冷却水入口温度降低或流量增加时,凝汽器压力降低,真空增加,进入热井的凝结水的过冷度将增大。综合以上原因分析,#1、#2机凝结水过冷度这几个月以来呈缓慢增大趋势，其主要原因应为海水温度降低，凝汽器入口循环水温度过低且两台循泵运行循环水量大，导致凝结水过冷却。2014年12月20日#2机过冷度增大至7℃主要是因为#1机环带#2机辅汽联箱，系统有外来补水导致凝汽器水位过高，淹没了部分钛管。此外，冬季凝补水温度较低，凝汽器补水时会出现凝结水过冷度增大现象。三、预防措施在凝汽器运行中,凝结水过冷度是一个不容忽视的性能指标,因此应在运行中积极采取措施,控制和消除凝结水过冷度,来提高机组运行的经济性和安全性。1.保证真空部分的严密性。对真空系统进行灌水查漏,重点检查凝汽器喉部、低压抽汽管路、低压缸轴封蒸汽进出管道焊口、低压缸法兰接合面、热井焊接处、凝结水管道法兰连接处、凝汽器水位计接头处、疏水扩，容器焊接处、与热井连接的真空系统阀门等部位,并修补泄漏处;保证真空部分的严密性,防止空气漏入。这不仅是为了维持凝汽器内的高真空度,也是防止凝结水过冷的有效措施之一。投运行轴封压力调节器,并将轴封压力控制在规定值内,以防止空气从轴封漏入,影响凝汽器真空。2.保证水环真空泵运行良好。3.加强对凝结水水位、水质的监视与控制。为了消除运行中凝结水水位过高而造成的凝结水过冷却现象,一方面除了要求运行人员对凝结水水位严格监督外,另一方面热控整定凝汽器水位自动调节器和报警装置动作值,使凝结水水位保持在正常范围内。同时,还可以利用凝结水泵本身的运行特性,采用凝汽器低水位运行的方式。运行中凝汽器冷却水管腐蚀泄漏,会引起凝结水硬度超标,过冷度增大。若水质超标不严重,可在循环水入水口处放入木糠堵漏；若水质超标严重,则采取运行中降负荷凝汽器半侧解列查漏方法堵漏或停机时堵漏。4.对冷却水的流量和入口温度调节和控制。夏季采用双循环泵或三台循环泵运行，在冷却水温度较低的季节，尤其是冬天，要通过循环水泵经济运行试验，来确定一个最有利的冷却水量，采用两台循泵甚至双机单泵运行，使机组达到最有利的经济真空，既节约厂用电，又减少甚至消除凝结水过冷度。5.对于排入凝汽器的各种疏水、补充水、再循环水,接至凝结器的位置一定要高于凝结水水位,最好接至凝结器上部蒸汽空间,并装折流档板,防止冲刷冷却水管,以除掉这些水源中的空气,减少对凝结水溶氧及对过冷度的影响。6.利用锅炉连续排污对补充水进行加热,以减少补入凝汽器的补充水对凝结水的过冷却。可在凝补水箱内加装一组管式换热器,由连续排污扩容器引出一管,将排污水送入换热器中作为热源,以加热补充水。