燃煤电厂机组冬季低负荷凝汽器真空过高的调整分析

燃煤电厂机组冬季低负荷凝汽器真空过高的调整分析

陈更添

国能浙江宁海发电有限公司 宁波 315600

摘要：燃煤电厂机组冬季低负荷时往往出现凝汽器真空过高的现象。宁海电厂机组检修过程中发现该现象已对机组低压缸末级叶片造成了较为剧烈的水蚀。本文通过对凝汽器真空过高调整的实例介绍，基于运行实际状况给出相应处理措施及建议，减少高真空工况对机组造成的不利影响。

关键词：凝汽器；真空；调整；

国能浙江宁海发电有限公司一期4×630MW机组的凝汽器为单流程双背压凝汽器，抽真空系统配有三台水环式真空泵以及两个罗茨真空泵组，其中一台水环式真空配有大气喷射器。正常运行时，两个罗茨真空泵组运行，对应凝汽器侧的两台水环式真空泵作为罗茨真空泵组的备用。

冬季通常大气压力在103kpa(a)左右，循环水温度多在10℃左右，凝汽器真空经常能够到达-100Kpa甚至更高，且低负荷期间排汽温度常能够低于25℃。而凝汽器真空过高在提高机组效率的同时带来不利影响。

一、不利影响：

1. 低压缸末级叶片受到的水蚀加剧。虽然末级动叶片进汽侧上部背弧处银焊镶整条司太立硬质合金片是具有抗水蚀能力的，以适应在低压缸湿蒸汽区域工作。但是，在高真空空，低排汽温度下，蒸汽湿度的增加对叶片的水蚀程度逐渐增加。2号机低压转子末级叶片顶部已出现明显水蚀。低压缸排汽导流环水蚀和末级叶片水蚀。

2. 引起机组振动增加。高真空下，低压缸变形，导致动静摩擦引起振动。

3. 出现凝结水过冷现象。饱和温度降低，加之循环水的冷却作用，凝结水的温度可能出现低于凝汽器对应压力下的饱和温度。过冷度增加，影响机组经济性。当凝结水过冷度大于2℃还可能使得凝结水增加溶氧，影响水质，使设备更容易受到腐蚀。

二、应对措施

为了防止因真空过高给机组带来不利影响，采取了以下技术措施。

1. 机组循环水入口水温小于23℃且凝汽器背压可能低于3Kpa进行控制。

   1. 排汽温度小于24℃，凝汽器由“双背压”改为“单背压”。

   2. 排汽温度仍小于24℃，保留一台罗茨真空泵运行。若罗茨真空泵运行参数超限，则启用水环式真空泵，并通过调节入口手动门控制凝汽器真空。

   3. 若真空泵的调整无法降低凝汽器真空则采用部分破坏真空。（开启B侧凝汽器7B或8B低加危急疏水放空门，A侧凝汽器7A低加危机疏水放水门，凝汽器抽真空母管放水门。优先选择B凝汽器对应放空放水门。）（因此项会增加凝结水溶氧并未执行。）

   4. 凝汽器背压恢复到大于3.5KPa，排气温度大于28℃时恢复上述措施。

图1

措施执行结果：图1为低负荷时排汽温度低于24℃，真空已至-100.6Kpa, 采取启动4B水环式真空泵(入口手动门调整过留有较小开度），并停用4D 4E罗茨真空泵措施，真空下降至-99.3Kpa，排汽温度回升至30℃左右。

2. 提升再热汽温度，提高低压缸末级叶片蒸汽干度，减缓低压缸末级叶片的水蚀程度。

三、思考与建议

1. 调节真空泵方式控制真空

1. 1. 低压侧罗茨真空泵调整对应侧真空。在机组“双背压”下，低压侧排汽温度低，提早将高真空侧的罗茨真空泵频率降低，降低出力。

   2. 扩大罗茨真空泵的调节范围。利用罗茨真空泵容积泵且频率可调节的特性，在泵与电机允许的情况下进一步扩大频率可调节范围，进一步减少出力。当前2号机的罗茨真空泵频率调节偏置已放开至-25。

   3. 水环式真空泵调节。在B水环式真空泵的入口管道增加一个管径较小的旁路并加入电动门调节凝汽器真空。当前B水环式真空泵入口手动门留得很小开度，调整时间长，次数多，灵敏度不够高，稍有变化对真空变化影响大。鉴于每台机组配有3台水环式真空泵，2台罗茨真空泵，可以考虑在B真空泵入口处加装电动调节旁路以便于在适当时候对凝汽器真空进行调节，而此项改变不影响真空系统异常时备用真空泵联启，且有助于提高凝汽器真空调整的快速和灵活性。

2. 循环水流量控制真空

1. 调节凝汽器出口门。目前采用此种方式，但因循泵为混流泵，且循环水系统承压限制，不能将该门用于精细调整，日常运行中还需要注意因调整凝汽器出口门或潮汐等因素对循环水压力的影响避免管道破裂。

2. 循泵改为变频调节。改变循环水流量控制凝汽器的冷却效果，但因循泵的出力变化，需要注意循环水系统其他用户的冷却效果的变化。

3. 控制低压侧凝汽器循环水进水量。低压侧凝汽器循环水入口管与高压侧凝汽器循环水入口管间加装旁路。此方法在许多论文中均有提及且有不错的调节效果，但受限于场地管道布置。

四、结语

真空泵的调节是相对容易实现的，但值得注意的是真空泵出力的大幅度减小可能造成不凝结气体抽吸不充分影响凝结水水质。而循环水流量调节能够避免单纯真空泵调节的不利因素。

参考文献：

[1] 丰暴，何曙勇，汤谦勇，等. 630MW机组集控运行规程[R]. 国能浙江宁海发电有限公司，2017