射水抽气器水箱水温对汽轮机真空的影响

摘要：常见影响汽轮机真空的因素，简述射水抽气器工作状况与射水箱水温关系对汽轮机真空的影响。

凝汽设备运行的好坏对整个汽轮机机组的安全经济性有很大影响，影响凝汽真空主要有三项，

一是冷却水进口温度twl，与季节与开式循环等冷却方式相关；

二是冷却水温升，与循环冷却水量相关，冷却水量越大，温升越小；

三是传热端差δt，传热端差主要与铜管表面清洁程度有无结垢以及凝汽器内积聚的空气量相关，其他如蒸汽负荷和循环水入口冷却水温对端差也有影响，另外如果凝汽器热井内水位控制不当，水位过高，使部分冷却水客被淹没减少受热面积，会使热井水温下降，端差可能会上升。以上三种原因，是凝汽器真空的主要影响因素，还有一种重要因素，一般书本中都没有详细介绍，很容易忽略，即射水抽气器水箱水温；它表现为凝结水过冷却度。

1、凝结水温度的监测

在实际运行中，由于真空系统不严密，有少量空气漏入，并且蒸汽中会有少量的空气，在凝汽器中，蒸汽中空气含量可能达到0.01%，量虽然少，但危害严重。主凝结区空气平均分压很小，汽水混合物流向冷却水管，蒸汽在冷却水管表面凝结为水膜后滴下流走。在向下流动的过程，在冷却水管外围，空气分压力逐渐增加，部分蒸汽分子只能通过扩散靠近冷却水管外侧，从而阻碍蒸汽的凝结过程，传热系统大大下降，可能从正常的2500 j/(m2.s.K)左右下降到2000 j/(m2.s.K)以下，使真空下降。根据道尔顿气体分压定律，Pc=Ps+Pa,其中Ps为蒸汽在凝汽器内的分压。在空气分压力上升时，蒸汽分压力Ps下降，由Ps所对应的饱和温度即凝结水温必然下降。凝结水温低于凝汽器入口压力对应的饱和温度的现象称为过冷却度，由于部分凝汽器铜管外表面形成的水膜受到冷却水过冷却，凝结水膜平均温度低于蒸汽的饱和温度，在正常运行时，中大机组过冷却度在0.2~0.5℃以下。过冷却度增加的主要原因是漏入的空气量增加，或抽汽设备工作状况变差。当均压箱压力变化较小时，漏入的空气量变化不会大，过冷却度如果上升达3℃以上，可以判断抽汽设备工作不正常。

2、抽汽口压力与储水箱水温关系

2.1抽汽设备分射流式射水抽气器和容积式射水抽气器。 如射水器工作水温在37℃时，抽汽量在0.9 t/h，真空约在9Kpa；当真空上升到6.3kpa时，抽气量下降到0 t/h。如工作水温5℃时，真空约在3.2Kpa，抽汽量在0.9 t/h；对应的真空上升到0.9kpa时，抽气量下降到0 t/h；如实际运行真空高于5kpa，抽气量将有所上升。机械离心式真空泵和水环真空泵水温工作特性图与上图相似，中心略下凹。水温越高工作条件越差，特别是水环真空泵，水温对拉汽真空影响更大，设计时一般加冷却器，设计水温一般为15℃。

2.2抽汽口压力与射水箱水温关系 以射水器为例，射水抽气器喉口的真空度直接与射水箱水温一一对应，如水温37℃，射水抽气器喉口的绝对压力在6.4Kpa以上。射水抽气器抽出凝汽器的蒸汽在0.1吨/时，在射水箱凝结，水得不到及时冷却或者射水箱水溢流太少，射水箱水温上升，那么凝汽器内的真空必然受到限制，表现为凝结水过冷却度上升，从正常的0.5℃以下上升到3℃以上。射水箱水温一般要比排汽缸汽温要低10℃，如果射水箱水温控制较差，极限情况下只有3~4℃，这时候再降低循环冷却水温度或增加循环水量，只会造成凝结水过冷却度上升，真空不会上升。

如某自备电厂，技改时为防止真空系统漏气，将轴封加热器疏水放入射水箱中，射水箱溢水量不大，以至于在冬季射水箱水温超过35℃，夏季时水温在45℃以上；该厂由于凝结水再循环门是在轴封加热器后，再循环水水温较高，进入凝汽器提高了凝结水温，在凝结水过冷却度上表现不出来，运行多年，凝汽器真空度一直控制在10kpa到14kpa(对应排汽温度43-53℃)。射水箱水温较高，是中小电厂真空度较差的一个容易忽略的问题。