火电机组凝汽器端差偏高原因分析及对策

摘要 本文介绍了凝汽器的工作过程，提出了凝汽器的计算，分析和探讨了凝汽器端差偏高的原因，最后提出端差偏高的应对策略。

关键词 凝汽器；端差偏高；分析；应对策略；

中图分类号TK264文献标识码A文章编号 1674-6708（2011）42-0158-02

0 引言

凝汽器是火力发电厂的大型换热设备，其作用是将火电机组作业后的低温蒸汽凝结为水，以提高热力循环的效率。并且将排汽凝结为水，以回收工质，重新送回锅炉作为给水使用。使用过久的凝汽器管路里会形成结构，大大影响换热效率，造成很大的能源浪费。而且，在一定的情况下，会导致凝汽器端差偏高，影响了机组的运行安全，降低了机组的经济性。本文介绍了凝汽器的概念和作用，并在此基础之上，分析和探讨了凝汽器端差偏高的原因和应对策略。

1 凝汽器端差偏高分析

凝汽器是火力发电厂的大型换热设备，其作用是将汽轮机做功后的低温蒸汽凝结为水，以提高热力循环的效率，并且将排汽凝结为水，以回收工质，重新送回锅炉作为给水使用，其中表面式凝汽器的结构，如图1所示。

工作过程：凝汽器运行时，冷却水从前水室的下半部分进来，通过冷却水管进入后水室，向上折转，再经上半部分冷却水管流向前水室，最后排出。低温蒸汽则由进汽口进来，经过冷却水管之间的缝隙往下流动，向管壁放热后凝结为水。

凝汽器端差（也称为凝汽器端差值）是凝汽器压力下的饱和温度与凝汽器冷却水出口温度之差，一般不大于10℃。

在不考虑的外界因素的影响下，凝汽器端差值（s）的计算公式为：

，，其公式中，dn表示凝汽器单位面积的蒸汽负荷，单位为；qm表示蒸汽负荷，单位为；A表示凝汽器的传热面积，单位m2；n为5到7之间的常数。通过理论值与实际数据运算值相比较，如果理论值小，则表明凝汽器工作不正常，受到其他因素的影响，导致凝汽器端差值异常。

影响凝汽器端差（值）的因素有：凝汽器冷却水入口温度、凝汽器单位面积蒸汽负荷、凝汽器铜管的表面洁净度，凝汽器内的漏入空气量以及冷却水在管内的流速有关。对于一个清洁的凝汽器，在一定的循环水温度和循环水量及单位蒸汽负荷下，存在一定的端差值指标，一般端差值指标是当循环水量增加，冷却水出口温度愈低，端差值愈大，冷却水出口温度越高，端差值越小；单位蒸汽负荷愈大，端差值越大；单位蒸汽负荷越小，端差值越小。实际运行中，若端差值比端差指标值高或者过高，表明凝汽器冷却表面铜管污脏等原因，进而造成的导热条件恶化。

凝汽器端差值偏高，可以说明凝汽器的传热效果不好，真空降低。端差值增加的原因可以归纳为凝汽器铜管水侧或汽侧结垢、凝汽器汽侧漏入空气、冷却水管堵塞，冷却水的流量等方面，其中：

1）凝汽器铜管水侧或汽侧结垢。在凝汽器冷却水，同时遇到脏污时，凝汽器的管子内壁会粘附污垢等杂物，进而影响汽轮机排汽与冷却水的热交换，最终导致凝汽器端差值偏高；

2）凝汽器汽侧漏入空气。由于真空系统不严密，会导致热交换工作的异常，使端差值增大，真空异常；

3）冷却水管堵塞。如果凝汽器内部的某些部分的冷却水管不通畅或者完全被堵塞，则可能会引起凝汽器的传热面积的减少，进而造成凝汽器端差值的增大和偏高；

4）冷却设备性能差造成循环水温异常。由于冷却塔的冷却性能达不到正常运行要求，使得循环水在入口处温度就开始升高，真空下降，端差值升高；另外，加上我国北方冬季和夏季的气温差别较大，而使冷却设备达不到工作要求，以及冬季冷却塔结冰造成冷却塔换热效果差，循环水温度升高，以及其他的一些因素造成冷却设备冷却效果差。因此，冷却设备的工作性能对端差值大小起着关键作用。

2 应对策略

根据凝汽器端差值（s）的计算公式的实际计算值与理论值比较，并结合上面探讨过的凝汽器端差（值）的各种因素，进行分析和判断，并制定以下相关应对策略。

在未知哪种因素导致凝汽器端差值偏高的情况下，判断一：首先假设真空严密，通过做真空严密性试验来确定是否严密；其次通过查阅汽机运行记录来确定真空严密性是否可靠。判断二：现场打开凝汽器人孔门，检查铜管积存污泥、结垢情况。根据凝汽器钢管清洗文档记录，确定污垢存在的可能性；再依据冷却水的换水记录和最新记录，考虑冷却水的换水情况可能会引起的端差值偏高，比如：前期采用的部分换水，则后期的新的阻垢缓蚀剂跟前期使用的药剂性质不同，造成相溶性较差，加上新药剂剥离性强，进而造成一部分剥离的污泥和悬浮物沉积在铜管水侧。

在进行分析和判断准确后，可以进行以下处理工作：

1）注意凝汽器铜管内壁清洁度。（1）尽量采用纯净度较高的水，减少冷却水中的污、脏等杂物，以保证循环冷却水滤网的正常工作；（2）采用凝汽器的胶球清洗装置或者高压清洗泵冲洗铜管内侧或硬胶球，将铜管内壁粘附杂物、污垢清除，以及做好其他清洁工作；

2）加强真空系统的查漏、堵漏工作，保证真空系统严密。制定真空严密性试验计划，按计划进行试验，如果每分钟真空下降值大于0.4kPa时，则表明机组真空严密性异常，应进行低压缸结合面、加热器疏水门、凝汽器汽侧等相关处的检查，并定期做好真空泄漏的检查，如果存在，则及时进行处理；

3）调整循环冷却水系统运行方式。通过调整循环冷却水系统运行方式，可以调节冷却水流量。当机组负荷过大时，可以采用多台循环水泵同时工作，将循环水出口阀全部开启，可以保证冷却水的流量和速度的稳定。反之，可适当减少循环水泵，以达到提高换热效果，降低凝汽器端差，提高机组真空，降低排汽温度的目标，和实际经济性；

4）做好冷却设备的更换、维护和管理工作。冷却塔是火力发电机组中的重要组成部分，做好冷却塔内喷嘴、填料等配套设备的更换、管理与维护工作是至关重要的。对冷却塔设备技术要求进行检测，从安装到测试，运行等期间，要进行无疏漏的检查，如冷却塔的安装组合，设计要求，主配水槽是否存在泄漏等，定期对冷却塔进行系统检查和故障排除等。在我国北方冬季要及时对冷却塔进行除冰工作，以保证冷却塔的换热效果。

3 结论

凝汽器端差偏高的影响因素过多，在实际检测过程中，不能从单一方面做出决策，端差偏高并不只是循环水出水温度低造成的。要根据综合因素做出判断，再提出解决方案。才能达到排除故障的目的，以保证机组的运行效率和实际经济性。

参考文献

[1]王宵飞.机械工程手册[M].机械工业出版社，1997.

[2]赵永平.小型火电机组凝汽器端差偏高原因分析及对策[J].价值工程，2011(11).

[3][8]赵志强，秦义.火力发电机组协调控制系统浅析[J].东北电力技术，2002，23(11).

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