浅析凝结水过冷度的危害原因及控制措施

浅析凝结水过冷度的危害、原因及控制措施

王波

大唐长春第二热电有限责任公司

摘要：凝结水是指在汽轮机做完功的蒸汽在凝汽器中被循环水冷却而形成的介质，是火力发电厂工质循环利用的关键环节。最理想的运行工况是凝结水温度等于排汽压力下的饱和温度。但是，由于设备本身的质量或运行维护不当，经常使凝结水温度低于排汽压力下的饱和温度，造成凝结水过度冷却，这一差值称为过冷度。凝结水过冷现象产生不可逆冷原损失，是火力发电厂影响经济运行的一项小指标，本文从凝结水过冷度的危害、原因以及措施三方面探讨该项指标。

关键词：过冷度危害原因措施

1 凝结水过度冷却的危害

1.1 使设备可靠性降低。

凝结水过度冷却后，由于液体中溶解的气体与液面上该气体的分压力成正比，导致凝结水含氧量增加，加重除氧器的负担，加快设备管道的氧腐蚀，减低设备的可靠性和使用寿命，影响设备安全运行。

1.2 使系统的热经济性降低。

凝结水过冷使凝结水温度降低，根据传热学原理，必然导致循环水带走过多的热量，同时要在加热器、除氧器加热时吸收更多的热量，多消耗抽汽量。因此凝汽器应具有良好的回热作用，以使得凝结水的出口温度尽可能接近于排汽压力下的饱和温度，以减少汽轮机的回热抽汽量，降低热耗。

2 凝结水过冷度产生的原因

产生凝结水过度的冷却有诸多因素，其主要原因分析如下：

2.1 凝汽器内管束排列不合理

冷却水管在凝汽器排列方式不合理会造成蒸汽空气混合物在通往凝汽器的管束中心和下部时遇到较大的流动阻力，导致内部绝对压力从凝汽器入口到抽汽口逐渐降低，使得凝汽器大部分区域的蒸汽实际凝结温度低于凝汽器入口处的饱和温度，形成凝结水过度冷却。同时蒸汽大部分集中在上部管排处，蒸汽凝结的水经过密集的管束在冷却水管外形成一层水膜，又起到冷却凝结水的作用。加之排汽不能有效回热热水井中的凝结水，进一步加剧了凝结水的过度冷却。

2.2 凝汽器水位过高

当热水井水位过高时，导致凝汽器下部冷却水管浸到凝结水中，这样冷却水带走了一部分凝结水的热量；换句话说，将冷却水管浸没，将使整个凝汽器的冷却面积减少，严重时淹没空气管，真空恶化。

2.3 真空系统漏空

机组运行过程中，包括凝汽器、汽轮机排汽缸、低压轴封、排汽安全门、低加空气系统等在内真空系统若发生漏泄，空气漏入后，造成凝汽器传热恶化，增大传热端差,而导致凝结水过冷。

2.4 抽空设备工作不良

抽空设备（射水抽气器、射汽抽气器、真空泵等）工作不正常，出力下降。不能把凝汽器内寄存的不凝结气体及时抽走。导致在冷却水管的表面形成空气膜，降低传热效果，增加传热端差，同时由于抽空设备工作不良，使得凝汽器内蒸汽混合物中的空气分压力增加，蒸汽的分压力降低，凝结水的温度就低于凝汽器总压力对应的饱和温度，引起凝结水产生过度冷却。

2.5 凝汽器故障

运行过程中由于振动、管束腐蚀、机械损伤、管板腐蚀等因素造成凝汽器冷却水管破裂、漏泄或管板发生漏泄，使低温的冷却水漏入到凝结水中导致凝结水过度冷却，同时导致凝结水水质严重恶化，威胁机组的安全运行。

2.6 冷却水参数的匹配

在一定的蒸汽负荷下，当冷却水运行参数发生变化，即冷却水温度下降或流量增大时。必然导致大部分的乏汽在大量凝结区上部就凝结完毕，使得空气冷却区的范围相对扩大，导致进入热水井的凝结水的冷却度加大。

3 减小凝结水过冷度的措施

机组正常运行时，凝结水过冷度一般为0.5℃~2℃，凝结水过冷度每升高1℃，热耗将增加0.014%。因此，应积极采取措施减少凝结水过冷度，提高机组运行的热经济性。

3.1 加强对凝汽器水位的监视。利用凝结水泵的运行特性，尽量保持低水位运行，避免淹没铜管，保证凝结水调整门自动投入的可靠性。

3.2 运行中注意监视机组真空的变化，定期进行严密性试验。利用停备、检修机会对真空系统进行注水查漏，运行中利用氦质谱真空查漏仪进行漏泄点监测，发现漏点及时消除。不仅可以提高真空，还可以防止凝结水过度冷却。

3.3 调整低压轴封供汽压力并分配低压轴封供汽阀门开度，保证低压轴封供汽均衡。以不冒汽影响润滑油质，不漏空气影响机组真空为目标精心调整。同时加强调整、监视真空系统的多级水封，避免由轴封回汽系统发生漏空现象。

3.4 加强检修维护和运行调整，保证抽空设备正常工作，保证抽空设备的出力，及时抽出凝汽器内不凝结气体，以维持好凝汽器的真空。

3.5 加强对凝结水泵、低加疏水泵的监视，防止空气自密封点处漏入凝汽器。

3.6 加强运行调整防止发生凝汽器管束振动、热应力过大；加强检修管理，防止凝汽器管束机械损伤和管板腐蚀漏泄；加强凝汽器清扫和清洗防止发生腐蚀。

3.7 对于旧凝汽器，可以拆除部分冷却水管，让排汽能深入到冷去面积中部，并有足够的宽度，使蒸汽能沿冷却面做均匀分配，保障凝结水被加热到接近排汽温度。

3.8 采用管束结构布置合理的回热式凝汽器。

3.9 合理安排循环水运行方式，尤其是在冬季冷却水温度较低时，改变水塔和循环水泵运行台数以及循环水泵的转速来调节循环水流量，达到经济运行的目的。

4 结束语

通过经济运行调整和精细检修管理等手段切实做好机组运行指标调整工作，尽量减少凝结水过冷度，使机组安全、稳定、经济运行。

参考文献：

1 《火力发电实用技术手册》东北电管局辽宁科学技术出版社1988年.沈阳。

2 《汽轮机运行规程》大唐长春第二热电有限责任公司2006年发布