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1、通過端差分析查找凝汽器真空值偏低原因【摘要】某電廠1#、2#機組自投運以來凝汽器冷端真空值一直偏低。對此，工作人員從凝汽器真空的物理定義入手，通過對能反映凝汽器性能指標的參數(shù)傳熱端差進行分析后認為，導致該廠1#、2#機組凝汽器真空值偏低的主要原因是真空泵入口逆止閥彈簧彈力過大所致。【關鍵詞】凝汽器；端差；逆止閥1凝汽器真空的物理定義某電廠1#、2#機組自投運以來凝汽器冷端真空值一直偏低，比設計值低～，造成供電煤耗高達，這嚴重影響了1#、2#機組運行的經(jīng)濟性與可靠性。為此，查找凝汽器真空值偏低的原因
2、是提高該電廠機組經(jīng)濟運行的一項重要舉措。然而，要查找凝汽器真空低的原因，首先需要從凝汽器真空的物理定義入手。而汽輪機凝汽器真空的物理定義為當?shù)卮髿鈮簻p去凝汽器排汽壓力，即為凝汽器真空值。因而可見，凝汽器真空值與凝汽器排汽壓力緊密相連，而凝汽器排汽壓力是根據(jù)凝汽器排汽溫度來確定的。若凝汽器循環(huán)水入口水溫為，出口水溫為，凝汽器傳熱端差為，則排汽溫度如式(1)所示：=++(1)根據(jù)上式(1)由水蒸汽熱力性質(zhì)表查出排汽溫度對應下的飽和壓力，亦凝汽器排汽壓力。由式(1)可知，凝汽器排汽溫度由凝汽器循環(huán)水入口
3、水溫、冷卻水溫升和傳熱端差決定。又因排汽壓力是排汽溫度單值函數(shù)，所以=（，，）（2）式(2)說明，自變量、、的數(shù)值越小，應變量和與之相對應排汽溫度也越小，凝汽器真空值就越高。通過對上述凝汽器真空物理定義的分析知，要提高凝汽器真空值應當從循環(huán)水入口水溫、冷卻水溫升和端差三個特性參數(shù)入手分析，以找到提高真空值的有效措施。2通過端差分析凝汽器真空值的意義2.1通過對凝汽器進口冷卻水溫的分析由式（1）可知，循環(huán)水入口水溫直接影響凝汽器排汽溫度，且越高，凝汽器排汽溫度就越高，排汽壓力越大，凝汽器真空越低。但
4、是，循環(huán)水入口水溫是與冷卻塔淋水填料層的維護、冷卻塔噴嘴疏通、電廠位置、環(huán)境等因素有關的量，所以該量不能表征凝汽器性能的優(yōu)劣。只能在利用檢修期間對水池底部淤泥、雜物進行清理，對冷卻塔淋水填料層、冷卻塔噴嘴進行相應維護以提高循環(huán)冷卻水回水在冷卻塔內(nèi)的散熱效果來降低回水溫度。2.2通過對凝汽器進出口溫升的分析【1】冷卻水溫升是指凝汽器出口水溫與入口水溫之差，根據(jù)凝汽器熱力平衡關系，可得出關系式(3)及衍生出冷卻水溫升式(4)==(3)====(4)式中，為凝汽器熱負荷，為凝汽器蒸汽負荷（即汽輪機的排汽
5、量），為汽輪機排汽比焓，為凝結水比焓，為總傳熱系數(shù)，為對數(shù)平均溫差，為冷卻面積，為循環(huán)水流量，為冷卻水出口溫度，為冷卻水進口溫度，為端差，為凝汽器倍率。為低壓缸排汽在凝汽器內(nèi)凝結比焓降，機組運行時，該值變化很小，通常約為，在計算中認為恒定不變；為凝汽器倍率，在設計選型時就已定，其值范圍一般在之間；為冷卻水定壓比熱容，其值在機組運行時，基本保持不變。因此，由(4)可知，當、、為定值或變化很小時，冷卻水溫升也變化不大，所以凝汽器冷卻水溫升也不能作為反映凝汽器性能的指標。2.3通過對凝汽器傳熱端差的分析
6、由上述可知，循環(huán)水入口水溫與冷卻水溫升分別與自然條件和設計有關，在運行過程中可改變的余量不大。因而，均不能作為反映凝汽器性能的指標，也亦通過、提高凝汽器真空值的潛力有限。而傳熱端差集中反映了凝汽器熱交換性能、真空密閉性。所以，通過分析影響凝汽器端差的因素入手，來提高凝汽器真空具有重要意義。3通過端差分析凝汽器真空低的原因根據(jù)式(3)、式(4)及下式(5)凝汽器傳熱過程中的對數(shù)平均溫差，推導出凝汽器端差的數(shù)學表達式(6)==（5）=（6）通過式(4)知，在設計選定后，凝汽器冷卻水溫升在運行過程中一般
7、變化不大。而通過循環(huán)水流量改變端差，繼而改變真空，是需要對循環(huán)水泵運行方式及運行經(jīng)濟性進行綜合考量后確定的。因此，由式(6)知，通過端差查找凝汽器真空值偏低的原因最有效的切入點就是傳熱系數(shù)，亦端差隨傳熱系數(shù)的增大而減小，從而將使凝汽器真空增大。而通過傳熱系數(shù)查找真空值偏低的原因就得從凝汽器換熱銅管的氣側換熱熱阻與水側換熱熱阻入手。3.1通過對凝汽器換熱銅管水側換熱熱阻的查找該電廠凝汽器換熱銅管束材質(zhì)為黃銅，其傳熱系數(shù)為55~65；查閱有關資料數(shù)據(jù)顯示水垢傳熱系數(shù)為0.5~1.0、微生物污染層傳熱系
8、數(shù)為0.05；通過以上數(shù)據(jù)數(shù)量級大小對比分析可知，水垢熱阻是黃銅的100倍左右，微生物污染層熱阻是黃銅的1000倍左右【2】。因此，在凝汽器換熱銅管內(nèi)壁，即使存在很少的污垢熱阻，將足以使換熱銅管的導熱熱阻忽略不計，使傳熱系數(shù)降低、端差增大、凝汽器排汽溫度增大，真空下降。該電廠為減小凝汽器換熱銅管水側換熱熱阻采取以下處理方案：(1)為減少凝汽器水側污垢熱阻，提高傳熱效果，該廠每日定期投用膠球在線清洗裝置對凝汽器換熱銅管水側進行在線清洗以清除銅管污泥，投用膠球清洗裝置后，收球率達到95
