浅谈凝汽器结构和运行

浅谈凝汽器结构和运行梁芒（江苏大唐吕四港发电有限公司，中国江苏南通226246）摘要：凝汽器的作用是将汽轮机排汽凝结成水，并保证在汽轮机排汽口建立起一定真空度的重要辅助设备。关键词：凝汽器，过冷度，真空端差我厂为N-36000-1型凝汽器采用双壳体、双背压、双进双出、单流程、横向布置结构，俗称“教堂式”凝汽器，其主要部件有凝汽器上部、凝汽器下部、前水室、后水室、凝结水聚集器、死点座等。凝汽器刚性地座在水泥基础上，壳体板下部中心处设有固定死点，运行时以死点为中心向四周自由膨胀，凝汽器与后汽缸之间设有橡胶补偿节，补偿相互间的胀差。循环水连通管及后水室均设有支架支撑，并且允许自由滑动，以适应凝汽器自身的膨胀。后水室处的管板与壳体间布置有波形补偿节，用以补偿壳体与冷却管纵向热膨胀的差值，同时也改善了冷却管的振动情况，并减少了凝汽器冷却管与管板间的焊口处所承受的拉力或压力。凝汽器总共安装40000根长度为11541mm的钛管。其中主凝结区安装35064根ø25×0.5的不锈钢管，4936根ø25×0.7,L的不锈钢管安装在空冷区、顶部三排及通道外侧，管子两端胀焊在管板上，借助中间管板支撑。钛管由进水侧向出水侧呈抬高形式布置的优点：（1）、启动时有利于充分排尽钛管中的空气。（2）、减少运行中的振动。（3）、停机时冷却水因冷却管的倾斜而将管中的水流尽。凝汽器的冷却管排列呈带状，周围留有汽流通道可以使汽流进入管束内部，并且可以减少汽流阻力。每个管束中心区为空气冷却区,用挡气板与主凝结区隔开。不凝结气体与蒸汽经过空气冷却区时,使蒸汽能够大量的凝结下来,剩下的少部分蒸汽随同不凝结气体进入空气管。低压缸排出的蒸汽进入凝汽器后,迅速地分布在冷却水管的全长上,通过管束间的通道和两侧通道使蒸汽全面地沿冷却管表面进行热交换并被凝结成水,部分蒸汽则由管束两侧的通道流向管束的下面,对淋下的凝结水进行回热,剩余未凝结的少量蒸汽和被冷却了的空气汇集到空冷区的抽空气管内，被抽真空的设备排出。前水室上布置有冷却水的进水口、出水口，前、后水室上布置有铰链式快开人孔，便于检修人员进去检修。凝汽器半边解列时，允许带60-70%额定负荷，但时间不能超过24小时。凝汽器壳体下部为热井，可储5分钟的凝结水量。凝结水集水箱为矩形，位于凝汽器下部壳体的底部，其上装有凝结水出水管及排水管，在凝汽器高低压侧各有一个排水管，该排水门能在1小时内排出正常水位下的全部凝结水。其中凝泵入口管接在低压凝汽器热井底部。从图中我们可以看出，低压凝汽器的排气凝结水先收集到上口的集水板上，（低压侧的水怎么能打到高压侧去？集水盘安装有一定的高度就是为了克服存在的压力差）通过连通管打到高压凝汽器，通过淋水盘喷到高压凝汽器，然后和高压侧的排气凝结的水一起通过连通管流到低压凝汽器热井，由于高低压凝汽器的真空不一样，高压凝汽器的排气温度相对比低压的高点，这样就将低压凝汽器的凝结水打到高压凝汽器去进一步吸收热量，提高提高凝结水的温度，从而打到提高机组的效率。每个凝汽器壳体上部布置有7＃、8＃共壳体的低压加热器一台，一台减温减压器。还布置有抽汽管组，经过凝汽器上部引出，在每一根抽汽管道上都装有补偿节。凝汽器上部与低压缸之间采用橡胶制成的补偿节，以补偿凝汽器与低压缸的相对膨胀。我厂凝汽器在运行方面的一点总结：在汽轮机启动以前，应先将凝汽器投入运行并投入主抽气器，使凝汽器内形成一定真空，启动前应关闭凝汽器上所有放水阀门，打开循环水出口门、入口门。为了启动凝结水泵，凝汽器的汽侧应预先灌入由储水箱来的软化水到水位计的1/2或3/4处，并进行凝结水再循环。凝汽器运行中可通过磁浮液位计来观测凝汽器的水位。我厂凝汽器采用具有6个接点的电接点水位警报器，分别测量凝汽器的低二水位，低一水位，正常水位，高一水位，高二位和高三水位，并通过二次仪表电接点液面计显示报警，其中低2水位2取2点联跳闸凝结水泵，其它均为单点电接点水位报警器，通过磁浮液位计液面的高度预测是否冷却管已浸入凝结水中，当发现浸入情况时应尽快查找原因，采取措施消除这种现象。当停机后长期停运时，必须把凝汽器内的冷却水、凝结水排净，防止生锈腐蚀。运行时冷却水由循环水泵分别打入低压凝汽器的两个前水室下部的冷却水进口，进入凝汽器，流经低压凝汽器的两个管束区后，由两个后水室流出，经连通管进入高压凝汽器的两个后水室，流经高压凝汽器的两个管束区后，进入高压凝汽器前水室，最后排出。在冷却水进口、出口管道上均装有双金属温度计以测量冷却水进、出口温度。在运行中，不允许冷却管浸入凝结水中，以免发生凝结水的过冷现象，并定期检查凝汽器水侧和汽侧的严密性，以及凝结水的含氧量、含盐量、硬度、碱度等数值，严防冷却管内微生物的腐蚀发生。过冷度：凝汽器排气压力下对应的饱和温度和凝结水的温度差，一般要求小于2摄氏度。正常小于0.5摄氏度。影响过冷的原因有：（1）、冷却水管排布过密（2）、循环水温度过低，循环水量过大，上部已经凝结的水淋下来时进一步经过冷却，从而产生过冷度。（3）、凝汽器进入空气，由于空气存在，排气的实际压力比凝汽器的压力小，所对应的饱和温度也小些，就是说凝结水的温度小，凝汽器的压力对应的饱和温度大，从而有过冷。再有空气的存在，排气容易在钛管外壁上产生一层膜，这层膜很容易被过冷却，膜逐渐变厚就形成水滴滴下，也容易造成有过冷。端差：凝汽器饱和压力下的排气温度和凝汽器冷却水出水温度之差。端差的增大会使凝汽器的真空下降，排气温度升高，不利于机组的经济性。端差与冷却水入口温度，排气流量，循环水流量，循环水温度，钛管清洁度，漏入空气量有关。根据经验可以通过过冷度来的变化来判断真空下降的原因：若真空下降的同时又伴随着过冷度增加，可以从空气量增加来查找原因，凝汽器的严密性，真空泵工作是否正常。若真空下降而过冷度不变，则可以通过冷却水量，冷却水温度来查找原因，如凝汽器钛管堵塞，冷却水管内部结垢使流动阻力变大，循环水泵故障，循环水吸水口水位太低吸水不畅。在汽轮机的正常运行或机组检修后，或当凝汽器真空偏离设计给定值时，均应进行真空下降速度试验。一般下降速度130Pa为优秀，270Pa为良好，420Pa为合格，机组保持80%以上负荷，保持稳定负荷稳定之后，停止真空泵或关闭抽真空门，做8分钟，以后5分钟为基准计算出每分钟下降的速度。在汽轮机运行中，允许凝汽器半边清洗半边运行，且允许带60%~70%负荷，此时真空度有所降低，运行时间应小于24小时，否则应停机处理。结束语：凝汽器的安全运行关乎着机组的安全运行，所以正常运行中我们必须关注着凝汽器的各个参数正常，遇到异常应立即进行分析，查找原因并消除。在凝汽器稳定安全运行的情况下尽可能的提高机组的经济安全运行。参考文献:［1］吕四港电厂一期工程设计图纸，华北电力设计院，2008。作者简介：梁芒（1983.4—），大唐国际吕四港发电公司集控运行机组长，工程师、集控高级工程师，电话：[phone]。