孟文雄

（山西漳電蒲洲熱電有限公司，山西永濟(jì) 044500）

1 超臨界空冷機(jī)組概述及異?，F(xiàn)象

某電廠350 MW 超臨界直接空冷機(jī)組空冷系統(tǒng)由6 列空冷排汽裝置組成，每列空冷排汽裝置有6 個(gè)空冷排汽裝置單元，其中4 個(gè)為順流單元，2 個(gè)順、逆流混合單元。抽真空系統(tǒng)采用2 臺(tái)100%容量的水環(huán)式機(jī)械真空泵，機(jī)組正常啟動(dòng)后，保持1 臺(tái)運(yùn)行1 臺(tái)備用。

機(jī)組在最近一次檢修啟動(dòng)后發(fā)現(xiàn)，在低負(fù)荷運(yùn)行期間，凝結(jié)水溶氧異常增大，高于《火力發(fā)電機(jī)組及蒸汽動(dòng)力設(shè)備水汽質(zhì)量》規(guī)定的直接空冷機(jī)組凝結(jié)水溶氧濃度應(yīng)小于100 μg/L 的標(biāo)準(zhǔn)；而在高負(fù)荷運(yùn)行期間，溶氧濃度正常。凝結(jié)水溶氧高會(huì)嚴(yán)重影響設(shè)備的安全運(yùn)行，使機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性變差。

2 超臨界空冷機(jī)組異常原因及對(duì)策

機(jī)組空冷系統(tǒng)檢修期間新增1 組蒸汽隔離門(mén)和抽氣隔離門(mén)，目的是確保機(jī)組在冬季運(yùn)行時(shí)防凍保護(hù)。檢查空冷系統(tǒng)分散控制系統(tǒng)畫(huà)面數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，機(jī)組在低負(fù)荷運(yùn)行期間，空冷系統(tǒng)凝水回水溫度部分測(cè)點(diǎn)異常，過(guò)冷度增大，部分測(cè)點(diǎn)溫度比排汽溫度低10 ℃；而在高負(fù)荷運(yùn)行期間，凝結(jié)水回水溫度與排汽溫度相近。選取其中1 點(diǎn)凝結(jié)水回水溫度與排汽溫度比較發(fā)現(xiàn)，空冷島凝結(jié)水回水溫度變化與溶氧濃度趨勢(shì)密切相關(guān)：凝結(jié)水回水溫度較排汽溫度明顯下降時(shí)，溶氧濃度立即異常升高；反之，凝結(jié)水回水溫度升高，溶氧濃度隨之下降。在直接空冷系統(tǒng)中，飽和蒸汽被管外空氣冷凝變成凝結(jié)水，管束內(nèi)同時(shí)存在蒸汽和水的兩相流動(dòng)。凝結(jié)水在管束表面或以膜狀流動(dòng)，或形成液滴落下；滴狀凝結(jié)只在特殊情況下產(chǎn)生，因此管內(nèi)主要以膜狀凝結(jié)為主[1]。若凝結(jié)水無(wú)法正?；厮僚牌b置，就會(huì)滯留在空冷島而使凝結(jié)水回水溫度降低，過(guò)冷度增大，溶氧升高。下面進(jìn)一步分析凝結(jié)水回水滯留在空冷島的原因。

a）凝結(jié)水回水管道堵塞或者凝結(jié)水回水管道閥門(mén)開(kāi)不到位，導(dǎo)致回水不暢。機(jī)組高負(fù)荷期運(yùn)行期間會(huì)產(chǎn)生大量的冷凝水，但此時(shí)凝結(jié)水溶氧濃度下降，系統(tǒng)背壓也正常，說(shuō)明凝結(jié)水回水管道暢通。

b） 機(jī)組低負(fù)荷運(yùn)行期間排汽裝置內(nèi)壓力升高，導(dǎo)致凝結(jié)水回水不暢。低負(fù)荷運(yùn)行期間排汽裝置內(nèi)壓力升高，考慮是否為機(jī)組在低負(fù)荷運(yùn)行期間汽封效果不好存在漏空現(xiàn)象。機(jī)組汽封主要是向主汽輪機(jī)和2 臺(tái)給水泵汽輪機(jī)的軸封提供密封蒸汽，保證汽輪機(jī)形成真空，機(jī)組汽封蒸汽來(lái)源主要有兩路，輔助蒸汽或冷再蒸汽用于低負(fù)荷期間的機(jī)組密封，高負(fù)荷期間機(jī)組形成自密封。

機(jī)組啟動(dòng)前檢修時(shí)對(duì)機(jī)組2 臺(tái)給水泵汽輪機(jī)進(jìn)行了軸封改造，改造前機(jī)組給水泵汽輪機(jī)軸封為手動(dòng)門(mén)控制，位置高且不易控制，改造后為電動(dòng)調(diào)整門(mén)自動(dòng)跟蹤，為判斷是否為機(jī)組低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)小機(jī)軸封漏空，選取機(jī)組低負(fù)荷穩(wěn)定工況時(shí)段，將2臺(tái)給水泵汽輪機(jī)軸封進(jìn)汽電動(dòng)調(diào)整門(mén)解為手動(dòng)控制，開(kāi)大調(diào)整門(mén)，保證給水泵汽輪機(jī)軸封密封嚴(yán)密，經(jīng)數(shù)小時(shí)觀察運(yùn)行后發(fā)現(xiàn)，凝結(jié)水溶氧濃度及背壓無(wú)明顯變化。說(shuō)明機(jī)組給水泵汽輪機(jī)軸封系統(tǒng)正常，機(jī)組在低負(fù)荷期間不存在漏空現(xiàn)象。

c）低負(fù)荷運(yùn)行期間空冷島內(nèi)部管道有不凝結(jié)氣體存在，根據(jù)道爾頓定律，混合氣體的全壓力等于各組成氣體的分壓力之和?？绽鋶u的總壓力（即背壓）等于不凝結(jié)氣體的分壓力與水蒸氣的分壓力之和。不凝結(jié)氣體的積聚使水蒸氣的分壓力減小，其對(duì)應(yīng)的飽和溫度降低，造成空冷島凝結(jié)水溫度降低[2]。

啟動(dòng)備用真空泵，2 臺(tái)真空泵同時(shí)出力抽走不凝結(jié)氣體，2 h 后效果明顯，空冷系統(tǒng)凝結(jié)水回水溫度上升，溶氧濃度恢復(fù)正常，但停用備用真空泵后，凝結(jié)水溫度又開(kāi)始下降，溶氧又持續(xù)升高，這說(shuō)明機(jī)組空冷系統(tǒng)不凝結(jié)氣體回氣不暢。

打開(kāi)空冷系統(tǒng)回氣管道的真空冷卻器旁路門(mén)觀察運(yùn)行，機(jī)組溶氧下降明顯，從而判斷為機(jī)組真空冷卻器內(nèi)部積水嚴(yán)重導(dǎo)致不凝結(jié)氣體回氣不暢。關(guān)閉真空冷卻器旁路門(mén)，敲打真空冷卻器底部回水管道進(jìn)行疏通，發(fā)現(xiàn)機(jī)組溶氧降至正常值。這充分證明機(jī)組低負(fù)荷期間溶氧濃度異常是由真空冷卻器底部回水管道不暢導(dǎo)致，究其原因是檢修期間有異物、雜物落入蒸汽管道，從而積聚在真空冷卻器底部回水管道上。

3 結(jié)束語(yǔ)

因不凝結(jié)氣體需在真空冷卻器冷卻后才會(huì)進(jìn)入真空泵，真空冷卻器底部放水管道不暢使得不凝結(jié)氣體中的水蒸氣冷卻凝結(jié)后積聚在真空冷卻器，阻滯了不凝結(jié)氣體的流動(dòng)，導(dǎo)致回氣不暢，不凝結(jié)氣體在空冷島內(nèi)部大量積聚，又會(huì)造成水蒸氣的分壓力減小，其對(duì)應(yīng)的飽和溫度降低，從而使空冷島凝結(jié)水回水溫度降低，溶氧升高。而在高負(fù)荷期間，因蒸汽量多，不凝結(jié)氣體溫度高、熱量多，能夠帶走真空冷卻器里的水分，保證不凝結(jié)氣體回氣暢通，不在空冷島內(nèi)部管道積存影響凝結(jié)水過(guò)冷度，從而能在真空冷卻器底部放水管道堵塞的情況下不會(huì)影響機(jī)組溶氧。