凝结水影响汽机热效率的因素

　　该文将对怎样提高格尔木300MW燃气电站的汽轮机热效率问题进行讨论与分析，从机组的凝结水系统这个方面来论述对机组热效率影响的因素，以及在我们现场运行中应该注意的问题，最大限度的减少热损失来保持机组的高效率运行。

　　凝结水系统对我厂热效率的影响

　　在我厂的运行方式当中，由于燃气轮机在一定的负荷下，排入锅炉的热量在一定的范围之内，所以说凝结水温度在受到外界条件使凝结水产生过冷度，使凝结水温度降低，由于我厂除氧器、高压汽包、低压汽包的温度要求在固定的范围之内，所以说凝结水损失的这部分热量将会额外的吸收系统的热量，导致汽机热效率的降低，下面我们分析下过冷却产生的原因以及如何减小凝结水的过冷度，以用来提高汽机的热效率。

　　定义

　　凝结水过冷度表征了凝汽器热水井中凝结水的过度冷却程度，凝汽器热水井出口凝结水温度与凝汽器在排汽压力下对应的饱和温度之差即称为过冷度，我厂要求过冷度最大不得超过3摄氏度。

　　过冷度产生的原因

　　凝汽器内管束排列不好。在旧式结构的凝汽器上，凝结水过冷度可能很大。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，加之排汽不能回热热水井中凝结水，进一步加剧了凝结水的过冷却。

　　空气漏入凝汽器或真空泵工作不正常。机组运行过程中，处于真空状态下的汽轮机的排汽缸、凝汽器以及低压给水加热系统等部分，若有不严密处，则会造成空气和冷却水漏入；另一方面，真空泵工作不正常，不能及时地把凝汽器内漏入的空气抽走。这两方面使得凝汽器内积存的空气等不凝结气体增加，这不仅会在冷却水管的表面形成传热不良的空气膜，降低传热效果，增加传热端差；同时还使得凝汽器内的汽气混合物中空气成分的增高，造成空气分压提高、蒸汽分压降低，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。

　　凝结水水位过高。运行过程中，由于凝结水泵真空部分漏入空气或其它故障，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。

　　冷却水漏入凝结水内。凝汽器内冷却水管破裂，造成冷却水漏入凝结水内，使凝结水温度降低，过冷度增加，此时还伴有凝结水硬度增大的现象发生。

　　凝汽器冷却水入口温度和流量的影响。

　　我厂凝汽器为回热式的，具有合理设计的管束结构，汽阻极小，在额定的设计工况下运行时，凝结水过冷度实际可为零。在这种情况下，凝结水过冷度主要受凝汽设备运行工况因素的影响，其中最重要的因素是凝汽器冷却水的入口温度和流量。

　　在一定的蒸汽负荷下，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，负荷肯定随之增加，进入热井的凝结水的过冷度减小。如果将温度较低的补充水直接补入凝汽器的热水井，并且在补充水流量较大时，势必会造成凝结水温度的降低，致使过冷度增加。

　　减少凝结水过冷度的措施

　　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；

　　对凝汽器水位调节器和轴封压力调节器进行检修；

　　对抽真空系统进行检修，保证抽气设备的正常工作，以便运行时可及时抽出凝汽器内不凝结气体；

　　保证真空部分的严密性；

　　保证真空部分的严密性，防止空气漏入，同时正确配置抽气器。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。

　　对凝结水水位及水质的监视与控制；

　　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，另一方面可通过装设凝结水水位自动调节器和报警装置，使凝结水水位保持在正常范围内。

　　对冷却水的流量和入口温度调节及控制；

　　冬季冷却水温较低时，为了消除或尽量减小凝结水过冷度并节约厂用电，应减小冷却水流量。可通过改变投运的水泵台数，来调节冷却水流速以获得零过冷度。

　　格尔木300MW燃气电站由燃机、锅炉、和汽机三个主要部分组成，在能源利用方面以及热效率方面一直是都我们所关注的问题，影响机组热效率的环节较多，本文通过对凝结水影响汽轮机热效率的分析，有助于技术人员进一步掌握机组的技术性能和运行水平。

　　（作者单位：青海油田天然气电力公司）

　　张国安 张国萍 刘强