影响原因分析
郭永奎辛曙光曹文花谢静波
（华能海勃湾发电厂内蒙古乌海016034）
【摘要】火力发电厂凝汽器就是汽轮机和热力循环中的冷源，凝汽器的作用是将汽轮机排汽凝结成水，并在汽轮机排汽口建立和维持，机组运行要求的高度真空，真空越高，汽轮机的等效焙降就越大，机组循环热效率就 越高，经济性就越好.影响真空的因素有：抽气效率，铜管布置方式，钢管的换热面积，冷却水温度，冷却水进水量，凝汽器换热面积，换热面的清洁度，汽轮机排汽量，真空系统严密性.
【关键词】凝汽器抽气效率铜管凝结水泵
1概述
内蒙古北方联合海勃湾发电有限责任公司装有2台330MM发电机组，自2005年投运以来，其凝结水管道振动日趋严重，在部分管段上垂直管道轴线方向的水平横向振幅达3cm左右，与凝结水管道相连接的除氧器补给水管道系统，也与凝结水管道同频率剧烈振动.凝结水管道与除氧器补给水管道的剧烈振动，势必会由于金属疲劳现象导致局部管道破裂泄漏，以至波及凝结水系统的主设备发生故障.为消除上述管道的有害振动，保证机组安全可靠运行，我们对凝结水管道及除氧器补给水管道振动原因进行了深入的分析，并采取了相应的减振措施，获得了良好的减振效果.
2振动原因分析
2.1剧烈振动管段构造描述
凝结水管道振动剧烈的部位表现在3号低压加热器至除氧器之间的$377×10管段上，该管段由10段纵、横、铅直的直管段和9个90弯头组成.管道中心线由高程4.5米提升到17.58米，南北向总长度28.1米，东西向总长度6.5米，由8个支吊架及#4低压加热器和除氧器支撑.
2.2振动现象描述
（1）振动发展趋势：机组投运初期凝结水管道振动现象未被察觉，随着运行时间的延长，振动逐渐明显，并日趋剧烈，出现了个别支吊架脱落现象.（2）振动剧烈部位：整个凝结水系统管道与设备的振动程度随部位不同差异较大，凝结水泵及其附近管道、凝结水精处理系统、低压加热器等 部位振动微弱，呈正常状态：凝结水调节阀门及其旁路管有明显的振动现象，并伴有强烈的流体噪
声；3号低压加热器至除氧器间的管段振动剧烈.（3）振幅与频率：部分管段振幅较大，最大达3cm左右，但振动频率很小，每秒在几次内波动.
2.3凝结水管道振动原因分析
经现场监测，凝结水泵的微振属正常状况，凝结水管道系统的振源不是凝结水泵，也不是由凝结水管上的其它分支管道的振动牵动所引起.根据凝结水泵出口压力表指针产生非正常摆动的现象可知，凝结水系统存在非正常的压力波动，而这种压力波动由凝结水泵引起的假设又可完全排除.通过对凝结水管道系统的其它设备的监测，发现凝结水调节阀门开度在恒定负荷下产生非正常变化，开度最大波动幅度达4%左右，凝结水调节阀门开度的瞬变，引起管道内的流体瞬变，故凝结水管道振动的内因是管内流体的瞬变即流体的非定常运动面引起.
凝结水管道内的流体振荡运动对凝结水系统均有影响，只是由于管道在不同部位的支撑情况不同，管道和设备在三维空间受到的约束力不同，才出现了凝结水管道系统某些部位振动剧烈，某些部位振动微弱的表象.至于凝结水管道振动日趋剧烈的原因，其一是由于凝结水调节阀门开度的稳定性日趋变差，其二是由于机组在长期运行中管道的支吊架受振动力的作用产生了不同程度的松动.故凝结水管道部分位置振动剧烈的外因是管道支撑不良，其约束力不能限制管道由振动而引起的变位所致.
3减振措施
3.1凝结水管道减振措施
消除凝结水管道剧烈振动的根本措施，是防治凝结水管道内流体瞬变引起的振荡运动.但这种减振措施，现场具体情况要求在机组停正运行的条件下才能实施.为避免由于消除凝结水管道振动的单一原因而非计划停机所引起的巨大经济损失，同时又将凝结水管道振动减小到不影响机组安全运行的状态下，我们研究制定了分两步实施的减振方案，即不停机限振措施和停机消振措施.
3.2不停机限振措施
不停机限振措施是在机组运行中为限制管道有害的振幅，所采取的一些减振措施：（1）调整管道支吊架的松紧度，使其受力分配合理.（2）机组低负荷小流量运行时，打开凝结水泵再循环门，进行分流调节.（3）在管道的某些特殊部位增加支撑，以约束管道由于振动面引起的有害变位.但采取这种措施需对管道系统进行全面的受力分析，并充分考虑管道在各种状态（如冷态、热态）下的变位情况，杜绝不当的限振措施对管道产生附加危害.依据这些原则，我们设技安装了一个水平活动支撑，有效地限制了管道的水平变位.上述三种措施的实施，取得了良好的减振效果.
4凝汽器铜管清洁度对机组经济性的影响
1台定型的汽轮机组，凝汽器结构不变，排汽量不变，抽汽效率不变，凝汽器铜管清洁度对真空的影响是非常可观的.
针对N210-12.7/535/535/-2型汽轮机凝汽器循环水侧，做了一项调查，从试验调查数据可知，道清洁度对真空的影响，清扫前后数据如下表：
真空 大气压 循环水温 循环水出水温度 循环水没升 排汽量Mpa Mpa tv t(C) Dn (t/h)清扫前 0. 0853 0. 0968 27 39 12 450清扫后 0. 0912 0. 0987 15 33. 7 18.7 438
根据以上记录的数据进行对比可知，清扫后真空提高了12.53%，端差小了3.32℃由此得出铜管清洁度对真空的影响可：根据经验统计，真空度每提高10%，供电煤耗少下降4.47g/kwh，由此可得，一台210MW机组（等效可用系数按95%计），可增发电量近11.2%.
5凝汽器铜管结构布置对经济性的影响
凝汽管冷却铜管一般采用三种方法：三角形、正方形、辐射型，传统结构的凝汽器管束排例，设置挡水板，我国火电发电机组凝汽器管束接口皇几何形状排列，中间管束间距相同，不集中，空气区管位于管束中部，由于上述结构，在凝汽器内存有汽流停滞区，热负荷不均匀，从而引起摩擦和涡流损耗，使蒸汽（排汽）流动损失增大，换热效果差，凝结水回热效果低，引起机组经济性低.
6凝汽器补水对真空的影响
凝汽器化学补水进入热力系统通常用两种方式：即由化学补水直接补水除氧器，或由凝汽器补入，当从凝汽器补入时，可以实现初步除氧，如水温低于凝汽器的排汽温度，且以雾状进入凝汽器喉部，则可以利用冷的补水收回一部分废热，改善真空.同时由于补水流经低压加热器，利用低位能逐级加热，可提高装置的经济性.
补水从凝汽器的喉部经喷嘴雾化注入，汽轮机的排汽首先与雾化水池进行热交换.由于它是接触式换热，可以使部分排汽放出的汽化潜热能使补水温度立即升高到排汽温度，而达到热平衡，同时补水使得这部分排汽凝结成饱和水，真空与排汽温度变只要补水温度低于排汽温度，补水进入凝 汽器，吸收部分排汽汽化潜热，从而改善凝汽器真空.真空提高的程度随补水温度及补水量占排汽量的分额而定.补水温度愈低，补水量愈大，真空提高的程度也就越大.由图可知，当补水温度，和补水流量不变时，凝汽器排汽温度愈低（真空愈高），排汽与补水之间的温差愈小，可以提高的真空程度愈小.反之凝汽器真空愈低时，补水使得真空提高的程度越大.一般来说，由于夏季汽温较高，凝汽器真空与冬季相比要高一些，因此夏季所补的水量相对就愈大.如果补水温度低于汽轮机的排汽温度，则化学补水喷雾注入凝汽器可以提高凝汽器的真空，补水与排汽之间温差愈大，真空的提高的程度也就愈大.在tw=30℃，补水占排水量26.3%时，真空可提高0.133-0.266kpa（试验
值），同时厂家试验，补水有很好的除氧效果，可有效提高设备使用寿命.凝结水管道系统振动的内因，是调节阀门开度频变引起管道内流体振荡运动所致.
7结论
凝结水管道系统日趋振动剧烈的问题，主要涉及了振动的原因，及其在不停机状态下尽可能采取的一些限振措施.这些措施对引起管道振动的内因作用甚微，要彻底消除凝结水管道系统的振动问题，需彻底消除管道内的流体振荡运动，即需消除凝结水调节阀门开度的有害瞬变.关于引起凝结水调节阀门有害瞬变的原因及其技改措施就能消除振动问题.
参考文献：
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