【摘要】本文主要對不銹鋼和銅從材料性能、傳熱效果和經濟性三個方面進行比較,從而確定適合用作凝汽器冷卻管的材料。

【關鍵詞】：凝汽器；銅管；不銹鋼；冷卻管

凝汽器是凝汽式或抽汽凝汽式汽輪發電機組的重要輔機設備,凝汽器的運行情況的優劣直接影響到整個機組的正常運行。而冷卻管腐蝕是影響凝汽器安全穩定運行的一個主要隱患。

我廠兩臺6MW機組均配用的是N-560型凝汽器,冷卻管采用的是Φ20×1的黃銅管,材質為HSn70-1A。兩臺機組運行至今已有近九年的時間,凝汽器的冷卻管出現了大面積的泄漏現象,已經嚴重影響機組的安全運行,雖經過部分換管,但問題始終不能從根本上解決。所以我們決定對凝汽器進行換管,并考慮對冷卻管進行重新選材。

目前,國內凝汽器冷卻管采用的管材主要有黃銅、白銅、鈦合金和不銹鋼等。鈦合金作為冷卻管的新型工程材料,對各種水質都具有極強的耐蝕性。作為最耐腐蝕的結構金屬,其密度小、強度高,并且在沸水環境的研究中,鈦的腐蝕阻力顯著地高于銅鎳合金。在其他材料不能耐受侵蝕的情況下,鈦可以說是最佳選擇。由于鈦管價格昂貴及安裝費高,西方國家和我國都只限于濱海電站和核電站中應用,連接造成的電偶腐蝕和管內結垢仍有待解決,這些都限制了它的全面推廣。因此下面只對白銅、黃銅和不銹鋼進行比較。

1.材料性能

【摘要】本文主要對不銹鋼和銅從材料性能、傳熱效果和經濟性三個方面進行比較，從而確定適合用作凝汽器冷卻管的材料。

【關鍵詞】凝汽器銅管不銹鋼冷卻管

凝汽器是凝汽式或抽汽凝汽式汽輪發電機組的重要輔機設備，凝汽器的運行情況的優劣直接影響到整個機組的正常運行。而冷卻管腐蝕是影響凝汽器安全穩定運行的一個主要隱患。

我廠兩臺6MW機組均配用的是N-560型凝汽器，冷卻管采用的是Φ20×1的黃銅管，材質為HSn70-1A。兩臺機組運行至今已有近九年的時間，凝汽器的冷卻管出現了大面積的泄漏現象，已經嚴重影響機組的安全運行，雖經過部分換管，但問題始終不能從根本上解決。所以我們決定對凝汽器進行換管，并考慮對冷卻管進行重新選材。

目前，國內凝汽器冷卻管采用的管材主要有黃銅、白銅、鈦合金和不銹鋼等。鈦合金作為冷卻管的新型工程材料，對各種水質都具有極強的耐蝕性。作為最耐腐蝕的結構金屬，其密度小、強度高，并且在沸水環境的研究中，鈦的腐蝕阻力顯著地高于銅鎳合金。在其他材料不能耐受侵蝕的情況下，鈦可以說是最佳選擇。由于鈦管價格昂貴及安裝費高，西方國家和我國都只限于濱海電站和核電站中應用，連接造成的電偶腐蝕和管內結垢仍有待解決，這些都限制了它的全面推廣。因此下面只對白銅、黃銅和不銹鋼進行比較。

一、材料性能

摘要：本文根據楊莊煤矸石熱電廠1機組，針對凝汽器運行中，端差偏大的情況，從真空嚴密性及凝汽器銅管清潔程度等方面進行分析比較，并根據實際運行情況提出了處理此類問題的對策。

關鍵詞：凝汽器；端差高；分析及對策

引言

1機組運行一段時間以來，凝汽器端差一直偏大，在12~30℃內變動，嚴重影響了我廠汽機運行的安全，降低了汽機的經濟性，對此我們通過調查分析。著重判斷分析端差偏高的原因。并在此基礎上提出一些對策。

一、凝汽器端差值的意義

值是指凝汽器壓力下的飽和溫度與凝汽器冷卻出口溫度之差。它是反映凝汽器銅管的污垢或凝汽器內是否積存空氣的主要監視數值之一，是凝汽器運行的主要監視指標，值一般不應超過10℃。值的變化標志著凝汽器運行狀況的好壞，可作為判別凝汽器運行狀態的依據。

摘要:本文從各個方面分析了凝結水過冷度產生的原因及其對機組運行經濟性、安全性的影響，從凝汽器的設計、改造、檢修以及運行維護幾個方面，提出了減小凝結水過冷度的對策，從而提高機組運行的經濟性和安全性。

關鍵詞:凝汽器；過冷度；經濟性；安全性

一、引言

凝汽器是凝汽式汽輪機的主要輔助設備，是汽輪機組系統的重要組成部分，它工作性能的好壞直接影響著整個機組的熱經濟性和安全性。而凝汽器運行狀態的優劣集中表現在以下三個方面:是否保持在最佳真空、凝結水的過冷度是否最小以及凝結水的品質是否合格。其中凝結水的過冷度越大，說明被冷卻水帶走損失的熱量越多，而這部分熱損失要靠鍋爐多燃燒燃料來彌補，從而導致整個熱力系統熱經濟性降低。而且過冷度越大，凝結水中的含氧量也越多，從而加速了相關管道、設備的腐蝕速度。因此需從各個方面對凝汽水過冷度加以重視并采取措施使其減到最小，以此來提高機組運行的經濟性和安全性。

二、凝結水過冷度的定義和表示方法

2.1定義

摘要針對云浮發電廠兩臺125MW機組膠球清洗裝置在投運過程中出現的問題展開了分析和探討，并實施一系列改造方案，實踐表明，施行的方案是可行而有效的，成功地將4套膠球清洗裝置投入運行，取得明顯效果。

云浮發電廠兩臺上海汽輪機廠產125MW機組的凝汽器膠球清洗裝置是邯鄲電力修造廠的早期產品(1989年5月生產)。全套膠球清洗裝置由二次濾網、裝球室、膠球輸送泵和收球網幾大部件組成，如圖1。收球網為帶有上下收球網的活動柵格方箱型，型號S-1400-1，規格1420mm×2500mm，配套的膠球輸送泵為輸送膠球專用的125SS-9型離心泵，裝球室型號Z-300-1屬我國膠球清洗裝置典型的第二代產品(設計和制造部門不再向用戶推薦)。其安裝困難，結構復雜，材料消耗多，操作和維護不便，故障率較高，加上制造質量的問題，收球率始終達不到設計要求的95%以上。

眾所周知，保持凝汽器較高的真空和較小的端差，是提高機組循環熱效率的主要方法之一。以125MW機組為例，汽輪機背壓增高0.004MPa，將導致熱耗增加244.5kJ/kWh，煤耗增加9.70g/kWh；凝汽器端差升高5℃，將導致熱耗增加95.12kJ/kWh，煤耗增加3.66kJ/kWh。凝汽器管束的污臟，使換熱系數變小，使傳熱端差加大和惡化了凝汽器真空。實踐表明，膠球清洗裝置的定期正常投用，能及時清走凝汽器銅管內壁污物，使凝汽器管束保持一定的清潔度，對防止結垢起到非常重要的作用。云浮發電廠投產初期對此認識不足，認為循環水為閉路循環，水源較為干凈，1991年至1992年底曾間斷投用膠球清洗，但膠球回收率很不理想，最好的不足80%，最差的根本收不到膠球。據了解，其他電廠亦有類似情況出現，同型膠球清洗裝置在全國的使用情況亦不盡理想，故一直中斷運行。1994年發現銅管結垢嚴重，直接危及機組運行安全和影響機組經濟性。為此，我們進行了多方面的研究，著手進行有關試驗、運行分析和結構檢查，找出了影響收球率不高的關鍵因素，并進行了改造。經再次投運結果表明，改造和措施是成功和有效的。

1存在的問題

云浮發電廠兩臺125MW機組分別于1991年4月、12月份投產，機組剛投產時曾試投膠球清洗，均未能成功，故沒正式投用。1992年初至1993年4月，間斷投用膠球清洗，情況亦不理想，4套清洗系統，投用2h后收球，最好的兩套(2號機甲側，1號機甲側)收球率均不足80%，另兩套收球率幾乎為零。1993年5月份起，再度中斷了膠球清洗裝置的投用工作。

機組投產3a左右，凝汽器銅管經常發生泄漏，造成凝結水硬度超標，機組因此而被迫多次停運查漏、堵漏。據統計，僅1994年、1995年發生泄漏就超過10次。檢查銅管，發現內壁結垢較嚴重，厚度1～2mm。究其泄漏原因，發現絕大部分為垢下腐蝕。有資料表明，H68銅管易發生垢下點蝕現象。現場只能利用停機機會組織人力突擊清除水垢，但水垢被清除后，原腐蝕點外露又增加了銅管泄漏的可能性，問題沒有得到根本解決。

1火力發電廠汽輪機節能降耗的可行性

1.1技術方面

早在20世紀末，我國就對老式汽輪機開展了一系列的技術改革。歷經多年的實踐，我國在汽輪機節能方面的革新已取得了很大的成就。經過技術改造之后的汽輪機不但可以有效降低能耗，同時還能夠有效地提升熱效率，提高能源的轉換率，而且還可以有效提升汽輪機運行的安全性與穩定性。因此，目前我國已充分具備對汽輪機實行技術改造與技術節能的基本條件。

1.2經濟方面

在對火電廠的汽輪機實施技術革新以前，必須要首先了解技術革新后的成本收益，從而盡量避免為實現節能目的而投入太多成本現象的發生。通過大量的革新成功案例分析可知，與對現有汽輪機實施改造花費的成本相比，購買新式汽輪機所花費的成本要高出很多，并且經過一系列的改造后，可以大大降低汽輪機的能耗量，同時不會影響到火力發電廠的經濟效益，因此，從經濟方面分析，改造汽輪機具有可行性。

2火力發電廠汽輪機能耗高的部位及原因

云浮發電廠兩臺上海汽輪機廠產125MW機組的凝汽器膠球清洗裝置是邯鄲電力修造廠的早期產品(1989年5月生產)。全套膠球清洗裝置由二次濾網、裝球室、膠球輸送泵和收球網幾大部件組成，如圖1。收球網為帶有上下收球網的活動柵格方箱型，型號S-1400-1，規格1420mm×2500mm，配套的膠球輸送泵為輸送膠球專用的125SS-9型離心泵，裝球室型號Z-300-1屬我國膠球清洗裝置典型的第二代產品(設計和制造部門不再向用戶推薦)。其安裝困難，結構復雜，材料消耗多，操作和維護不便，故障率較高，加上制造質量的問題，收球率始終達不到設計要求的95%以上。

眾所周知，保持凝汽器較高的真空和較小的端差，是提高機組循環熱效率的主要方法之一。以125MW機組為例，汽輪機背壓增高0.004MPa，將導致熱耗增加244.5kJ/kWh，煤耗增加9.70g/kWh；凝汽器端差升高5℃，將導致熱耗增加95.12kJ/kWh，煤耗增加3.66kJ/kWh。凝汽器管束的污臟，使換熱系數變小，使傳熱端差加大和惡化了凝汽器真空。實踐表明，膠球清洗裝置的定期正常投用，能及時清走凝汽器銅管內壁污物，使凝汽器管束保持一定的清潔度，對防止結垢起到非常重要的作用。云浮發電廠投產初期對此認識不足，認為循環水為閉路循環，水源較為干凈，1991年至1992年底曾間斷投用膠球清洗，但膠球回收率很不理想，最好的不足80%，最差的根本收不到膠球。據了解，其他電廠亦有類似情況出現，同型膠球清洗裝置在全國的使用情況亦不盡理想，故一直中斷運行。1994年發現銅管結垢嚴重，直接危及機組運行安全和影響機組經濟性。為此，我們進行了多方面的研究，著手進行有關試驗、運行分析和結構檢查，找出了影響收球率不高的關鍵因素，并進行了改造。經再次投運結果表明，改造和措施是成功和有效的。

1存在的問題

云浮發電廠兩臺125MW機組分別于1991年4月、12月份投產，機組剛投產時曾試投膠球清洗，均未能成功，故沒正式投用。1992年初至1993年4月，間斷投用膠球清洗，情況亦不理想，4套清洗系統，投用2h后收球，最好的兩套(2號機甲側，1號機甲側)收球率均不足80%，另兩套收球率幾乎為零。1993年5月份起，再度中斷了膠球清洗裝置的投用工作。

機組投產3a左右，凝汽器銅管經常發生泄漏，造成凝結水硬度超標，機組因此而被迫多次停運查漏、堵漏。據統計，僅1994年、1995年發生泄漏就超過10次。檢查銅管，發現內壁結垢較嚴重，厚度1～2mm。究其泄漏原因，發現絕大部分為垢下腐蝕。有資料表明，H68銅管易發生垢下點蝕現象。現場只能利用停機機會組織人力突擊清除水垢，但水垢被清除后，原腐蝕點外露又增加了銅管泄漏的可能性，問題沒有得到根本解決。

要徹底清洗銅管內壁，避免結垢，只有對膠球清洗裝置進行改造，務求膠球系統能正常投用，發揮其在線運行，清洗效果明顯的特點。

摘要：發電廠在進行電力生產期間要應用燃料來發電，由于燃燒的燃料量多，所以作為電能生產過程中重要設備的汽輪機，在運行時易發生的能源消耗量大問題不可忽視，該問題長時間存在導致發電廠的電能生產成本較高，這就需要發電廠對于目前汽輪機運行期間的高耗能原因進行探究，并采取針對性的策略進行改進，便可以有效提升汽輪機運行時的節能降耗效果，顯著降低發電廠電能生產的燃料消耗量與成本。基于此文章對發電廠汽輪機運行期間的耗能現狀進行了概述，提出了幾方面有助于設備運行節能降耗效果實現的對策。

關鍵詞：發電廠；汽輪機；節能；降耗；策略

現階段隨著不可再生能源數量的大量減少與環境污染的惡化發展，使得我國面臨著嚴峻的能源緊缺、環境破壞形勢，制約著國民經濟的穩步增長，針對此種情況，國家提出了環境保護、節能降耗的理念，希望不同領域內的諸多企業能夠積極響應這一理念，做好環境保護、降低能源消耗量等工作，為后續我國社會經濟的長遠穩健發展提供助益，因此作為高耗能、污染重的發電廠在電能生產期間，也需要結合該理念開展生產工作，重點要對能耗巨大的汽輪機進行節能降耗處理，使得汽輪機在低耗能的運行之下，有效完成發電廠的電能生產作業任務，達到設備運行節能降耗的目的。

1發電廠汽輪機運行耗能現狀

發電廠汽輪機運行期間，存在著較為嚴重的耗能問題，導致大量燃燒燃料利用率較低，浪費嚴重，增加了發電廠在燃料方面的資金投入，最終待電能資源營銷后獲取的收益并不能讓發電廠盈利，不利于發電廠的可持續發展，所以發電廠要對當前汽輪機運行時的耗能情況作以深入研究，找出問題進行針對性的解決，提升設備工作時的節能降耗成效。總結發電廠汽輪機耗能問題類型，主要為：汽輪機本身，汽輪機與其他發電機組共同運行期間，如果出現設備結構本身的外缸變形、汽封漏氣（軸端）、氣壓閥損壞所致的蒸汽泄漏、噴嘴室變形、冷卻水溫度高、運行參數異常等情況，便會導致汽輪機工作時所需的能源較多；冷卻塔，如果冷卻塔在應用過程中出現了噴孔、噴頭無法匹配及噴頭塞住等異常時，便會導致塔內回水溫度遠高于標準溫度，進而使得汽輪機工作時的排氣溫度出現異常改變，增加了汽輪機運行所需的能源消耗量；汽輪機凝汽器，當汽輪機該裝置運行工作時作業環境中存在著較多的沙塵，那么凝汽器經過長時間的運轉，便會出現沙子、灰塵在裝置翹片處的大量堆積情況，進而隨著凝汽器運行時間的延長，使得翹片處會生成較大的熱阻，無法正常傳熱，便增加了能源消耗量，并且若冷凝管道內凝集有較多含有溶氧的凝結水時，會對管道傳熱效率造成干擾，使得汽輪機在能耗較高的情況下，出現工作效率低的問題[1]。

2發電廠汽輪機運行節能降耗策略

一、概述

華潤電力曹妃甸電廠2×300MW燃煤供熱機組工程，三大主機均為上海電氣集團生產，汽機凝汽器由上海動力設備有限公司生產，按汽輪機VWO工況設計，當循環水進口溫度18℃，循環倍率為55時，凝汽器壓力設計值為4．9kPa，采用海水直流冷卻，具有在夏季工況和海水溫度33℃連續運行能力，凝汽器冷卻面積18，150m2，循環水泵采用上海KSB公司生產的立式混流泵，水泵設計流量22，248m3/h，設計揚程14．3mH2O。自2009年投產以來，機組在夏季時真空較好，凝汽器真空比其他同類型電廠高2kPa，凝汽器端差也在正常范圍內，但是到了冬季海水溫度較低時每臺機只運行一臺循泵卻出現凝汽器端差異常增大的情況。有什么辦法能保證機組在最佳真空的基礎上降低凝汽器端差呢?公司相關領導和專業人員多次開會分析研究，利用精益管理的工具全面分析排查，小組成員全面分析并羅列出影響端差的各個因素，即:凝汽器臟污程度、凝汽器單位面積蒸汽負荷、凝汽器內的漏入空氣量、凝汽器入口水溫、冷卻水流速等，最終確定導致冬季凝汽器端差大的主要原因為海水溫度低循環水流量大，同時提出了一個全新的解決思路———“雙機單泵”運行。

二、“雙機單泵”運行風險評估與控制

“雙機單泵”運行是一種非正常運行方式，具有一定的風險性，主要包括運行循泵跳閘循環水壓力突降、啟停循泵時出口蝶閥開關不當造成循環水壓力過低、單泵運行壓力低造成虹吸破壞、開式水泵入口壓力過低發生氣蝕等，其中最重大的風險就是運行單泵出現故障將對兩臺機組產生影響。但是通過專業團隊對風險性的評估，采取了一系列措施后將其運行風險逐一規避，確保了機組安全穩定運行。主要手段包括以下幾種:

(一)修改循環水系統邏輯由單元制為擴大單元制。“雙機單泵”運行時，單臺機組之間的兩臺泵聯鎖邏輯已不再適合這種工況，從安全的角度考慮必須修改系統邏輯，使雙機四臺泵互為備用，這樣不僅使循泵的運行方式更加靈活，而且當出現極端的運行單臺循泵跳閘時會快速順序聯啟其它循泵，保障在跳閘循泵出口蝶閥關閉過程中的水壓正常，從本質上規避風險，保障機組安全穩定運行。由于備用循泵多，理論上講擴大單元制后的“雙機單泵”運行比常規的單元制單泵運行風險更小。

(二)合理設置泵閥聯鎖。在循泵啟動之初，若開門啟動循環水泵，勢必會造成循環水倒流，在泵還沒有達到供水出力前，可能已經破壞循環水供水，所以設置啟動循泵泵閥聯動邏輯，即在起泵的同時出口門聯開，這樣既可避免啟泵過程中的斷水現象，又可以減小在循泵啟動過程中循泵跳閘事故處理的難度。同樣，在停泵時為防止水壓下降過多應先關出口蝶閥，出口蝶閥關至15度允許停循泵脈沖信號由以前的3秒改至120秒，出口蝶閥關到位后手動停運循泵。從循環水泵出口液控蝶閥參數表中可以看出，關至15度以后是慢關階段，由6至60秒可調節，也就是說從15度關至全關位最多用60秒，如果超過60秒，說明門已經卡澀，此時需要視情況決定是將門開啟繼續運行循泵還是直接將循泵停止運行。所以新邏輯里120秒的停泵允許已足夠，若還為3秒，在3秒內必須停止循環水泵運行，此時循泵出口蝶閥開度還比較大，直接停泵會造成循環水倒流威脅機組安全。

摘要：電廠作為能耗大戶，汽輪機作為電廠的重要設備，其運行過程中對能源消耗量較大，為了提高電廠汽輪機運行過程中的節能降耗效果，需要加強對汽輪機進行運營管理和技術改良，針對當前汽輪機能源高的問題采取具有針對性的調整措施，提升汽輪機經濟運行的水平，為電廠經濟效益和社會效益的全面提升奠定良好的基礎。文中從電廠汽輪機運行過程中存在的問題入手，分析了電廠汽輪機節能降耗的操作基礎條件，并進一步對電廠汽輪機運行中的節能降耗的實際操作進行了具體闡述。

關鍵詞：電廠汽輪機；運行；節能降耗；凝結器；改良

電廠在當前快速發展過程中，需要不斷進行變革改良，全面提升節能降耗能力，以此來提升電廠的經濟效益。汽輪機作為電廠重要的生產設備，在其運行過程中對能源消耗量較大，因此需要從運營管理和技術方面對汽輪機進行不斷改良，有效的降低機組汽耗損量，提升燃燒器的水平，從而實現汽輪機運行中節能降耗的目的，全面提升電廠的經濟效益和社會效益。

1電廠汽輪機運行過程中存在的問題

1.1汽輪機組運行中存在高能耗問題

汽輪機在電廠運行過程中能夠有效的促進電能、動能和熱能的轉化處理，在其運行過程中，需要發電機、鍋爐、凝汽器、加熱器和泵等設備有效配合。汽輪機運行過程中對高能耗問題需要引起高度重視。汽輪機運行過程中，一旦出現漏氣情況時，會導致能耗增加。運行中的汽輪機，外缸和噴嘴室容易發生變形，這種情況下軸端氣封和隔板汽封之間會發生漏氣現象，低壓缸也會有嚴重的汽邊水蝕情況發生，氣閥出現壓損，從而導致熱力系統發生泄漏。另外，運行中的汽輪機，冷卻水處于較高溫度，凝汽器真實度較高，相關參數與運行負荷達不到有效的匹配度，這就會導致運行能耗增加，造成電廠運行成本升高。