凝结水过冷却对机组运行的影响

凝结水过冷却对机组运行的影响

1、概述

在凝结器内凝结水的出口温度低于蒸汽的饱和温度的现象称为凝结水过冷却，所低的度数称为过冷却度。凝结水过冷增加了循环冷却水的耗量，使冷源损失增加，同时也增加了机组末级低加的回热抽汽量，使回热效率降低，影响了机组的经济性。凝结水过度冷却，其含氧量就会大大增加，凝结水水质就会恶化，致使低压结水系统设备受到腐蚀，除氧器除氧负担加重，对机组的安全运行极为不利。因此，过冷度的存在对机组运行的经济性和安全性都有不利影响。从节能降耗和安全运行两方面考虑,降低凝结水的过冷度是十分必要的。

2、凝结水过冷原因分析

凝结水过冷度表征凝结器热水井中凝结水的冷却程度，它是衡量凝结器经济运行的重要指标之一，目前对凝结器过冷度的要求是不超过0.5～1℃。凝结水产生过冷的主要原因及影响因素是：

2.1由于冷却水管管子外表面蒸汽分压力低于管束之间的蒸汽平均分压力，使蒸汽的凝结温度低于管束之间混合汽流的温度，从而产生过冷。

2.2由于凝结器内存在汽阻，蒸汽从排汽口向下部流动时遇到阻力，造成下部蒸汽压力低于上部压力，下部凝结水温度较上部低，从而产生过冷。

2.3蒸汽被冷却成液滴时，在凝结器冷却水管间流动，受管内循环水冷却，因液滴的温度比冷却水管管壁温度高，凝结水降温从而低于其饱和温度，产生过冷。

2.4 由于凝结器汽侧积有空气，空气分压力增大，蒸汽分压力相对降低，蒸汽仍在自己的分压力下凝结，使凝结水温度低于排汽温度，产生过冷。

2.5凝结器构造上存在缺陷，冷却水管束排列不合理，使凝结水在冷却水管外形成一层水膜，当水膜变厚下垂成水滴时，水滴的温度即水膜内、外层平均温度低于水膜外表面的饱和温度，从而产生过冷却。

2.6凝结器漏入空气多或抽气器工作不正常，空气不能及时被抽出，空气分压力增大，使过冷度增加。

2.7 热水井水位高于正常范围，凝结器部分铜管被淹没，使被淹没铜管中循环水带走一部分凝结水的热量而产生过冷却。

2.8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。

2.9 凝结器管束破裂，循环水漏入凝结水内，使凝结水温度降低，过冷度增加。

3、过冷度的存在对机组运行经济性和安全性影响

3.1过冷度的存在对机组运行经济指标不利分析

凝结水过冷度是衡量凝结器运行经济性的重要指标，过冷度小，表示循环水带走的热量少，机组经济性好，反之过冷度大，循环水带走的热量多，机组经济性差。据资料介绍，过冷度每增加1℃，机组热耗率就上升0.02%～0.04%。过冷度对经济运行有明显的影响，是一项不能忽视的指标。采取各种措施降低凝结水过冷度,是十分必要和有意义的,应当作为节能降耗工作的一项重要内容来抓。

3.2过冷度的存在对机组运行安全性不利分析

凝结水存在过冷威胁机组运行的安全性和可靠性。过冷度存在使凝结水溶解氧，过冷度越大，凝结水含氧量就越大。凝结水溶氧量增大，凝结器内真空除氧装置除氧效果会变差，导致凝结器铜管腐蚀泄漏，对机组安全运行极为不利。凝结水溶氧增加还使凝结水系统管道阀门腐蚀以致降低设备使用寿命，并会加重除氧器的除氧负担，使除

氧器的除氧效果变差，严重时会腐蚀高温下工作的给水管道和锅炉省煤器管，引起泄漏和爆管。可见，凝结水过冷度的存在对机组运行安全性不利。

4、降低凝结水过冷度采取的对策

大型机组采用回热加热式凝结器，设计时从减小汽阻、减小过冷却度、均匀各部分传热面积上的热负荷的要求出发，在构造上具有合理的冷却水管束布置和最小的蒸汽阻力，热井内装有凝结水真空除氧装置，可较好地消除凝结水过冷现象，使凝结水溶解氧达到较低水平。但在实际运行中，由于凝结器蒸汽负荷的变化、真空系统漏入空气、冷却水温度偏低及凝结器水位偏高等因素，使凝结水还存在过冷现象，凝结水含氧量也较大，应引起我们的高度重视。华润电力（兴宁）有限公司在降低凝结水过冷度方面采取了积极的措施，在检修和运行工作中积累了一些经验，取得了一定效果。具体对策为：

4.1每次停机前都对机组进行真空严密性试验，并与上次及历史试验数据进行比较，作为判定真空系统是否严密的重要依据。

4.2 据运行机组真空状况、过冷度变化情况及真空严密性试验数据决定是否停机时对真空系统灌水查漏，灌水查漏时重点检查凝结器喉部、低压缸轴封蒸汽进出管道焊口、低压抽汽管路、低压缸法兰接合面、热井焊接处、凝结水管道法兰连接处、凝结器水位计接头处、疏水扩容器焊接处、与热井连接的真空系统阀门等处。

4.3对于低加疏水、化学补充水、抽汽水控水回水以及其它冷却水，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。

4.4利用停机机会对射水抽汽器进行检修，重点检查空气管逆止阀、水室喷嘴及扩压管等处，保持抽汽器的效率，以便运行时及时抽出凝结器内不凝结气体，维持凝结器内良好的真空水平。

4.5 运行中维持凝结器水位在正常范围内，防止热井水位过高淹没部分管束，避免被淹没管束中循环水带走一部分凝结水的热量而产生过冷却。

4.6轴封压力调整器尽量可靠地投入运行，控制轴封压力在规定值内，防止空气从轴封漏入，影响凝结器真空。

4.7 根据负荷及季节特点，控制循环水泵的运行数量，利用循环水泵的变频调节调整循环水量，维持合适的循环倍率，减少凝结水过冷却度。

4.8 运行中凝结器管束腐蚀等其他原因造成管束泄漏而引起凝结水硬度超标，过冷却度增大，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半边凝结器查漏方法堵漏。

5、结论

凝结水过冷度的存在对机组运行的经济性和安全性都有不利影响，本文对此进行了较详细分析。空气在凝结器内存在，除影响传热外，还使凝结水过冷度增大。通过对凝结水过冷原因分析，得出在实际运行中，由于凝结器蒸汽负荷的变化、真空系统漏入空气、冷却水温度偏低及凝结器水位偏高等因素，使凝结水还存在过冷现象，应引起我们的高度重视这一结论。我司在降低凝结水过冷度方面采取了积极的措施，在检修和运行工作中积累了一些经验，取得了一定效果。只要我们认真总结经验和分析，找出凝结水过冷的原因和变化规律，提出改进措施，有针对性地应用于实际，减小凝结水过冷度，使其达到或接近设计要求，机组运行的经济性和安全性也可以得到保证。