汽轮机补水装置改造探究

朱立

摘要：从凝汽器补充水雾化装置的改造层面入手，通过分析工作原理，对设备安装、试验方法、效果评价等方面的内容进行步骤上调整与改造，让发电企业的机组运行更为经济。同时，改造方法还能够让设备具备更多的应用优点，这个过程中有很多需要进行攻克的技术难题，科研人员应在观察现象的过程中及时调整改造措施。

关键词：汽轮机；补水装置；雾化装置

引言

在热力发电厂降低能耗的过程中，最为常见的一种方法是通过降低汽轮机排气压力的方式，保证让蒸汽设备的功效发挥更加完全并获得更为经济的结果。尤其是在同等条件下。能够让蒸汽设备中的水滴颗粒直径得到有效缩小，进而扩大覆盖范围，技术人员通过技术分析确认补充水的雾化装置能够让蒸汽设备的换热效率更高，并减少设备投资，所以在汽轮机效率提升上有着非常显著的作用。

1设备改造的确认

通常情况下，汽轮机的补充水一般为化学除盐水，这能够防止水箱在实际运作过程中因为盐分的存在而出现堵塞情况。同时，稳压水箱内的除盐水主要经过调整阀进入到补充水管道，同时在受到静压力时，由凝汽器的喉部喷水装置将水分补充水系统。而此时的淋水装置上会布置∮ 3 的淋水孔 760×3个，但是由于淋水孔数的数量较多，通流面积较大，所以水的水滴颗粒直径也会较大，直径较大意味着覆盖的范围将会缩小，换热效率就会受到影响，稳定在一个较低的水平上。这会导致汽轮机的排气压力受到影响，无法满足汽轮机的补水需要。因此，对汽轮机补水装置进行改造，目的是让临水的水滴颗粒直径缩小，进而增加覆盖范围，并以此实现提升换热效率的目标。

2雾化喷嘴工作原理及试验测试

雾化喷嘴的基本工作原理是承载了一定压力的工作水进入到雾化喷嘴体装置中后，经过雾片上的喷嘴体，也就是8个∮ 3 的斜孔后，雾化效果会得到加速，此时水会进入到锥体形状的喷嘴室内，并开始进行旋转与增压。再由∮ 5.5 的喷嘴后呈雾状喷射出去，此时喷射出的水就会成雾状水分子结构较小，同时会以90度锥体形状旋转形成一个雾化区域，雾化后的水滴颗粒直径非常小，其表面积却得到了有效增加，因此，覆盖的范围更加广阔。

通过对试验结果进行总结，可以了解到的是，这些补充水通常来自于稳压水箱，安装在标高20000mm的除氧器平台上的稳压水箱中，在正常运行时，能够让水位保持在一个较为稳定的数值之上，通常情况下数值为2200mm.6600mm 的凝汽器喉部是雾化装置的安装位置，与此同时，由于污水管道为密闭式的结构，所以使用区域的年平均大气压直接决定着汽轮机的设计背压。例如，大气压力约 0.1014MPa，那么汽轮机设计背压则为 0.0065MPa.

为了确保设备的运行效果，可采用两种方法在设备进行试验时进行，即停机状态试验和运行状态试验。在落实停机状态时的试验测试操作时，技术人员首先要对凝汽器中的大气压力进行检测，同时，可以了解到雾化喷嘴处的补充水最大压力为 0.151MPa；机组运行时的试验检测操作基本步骤是当凝汽器内为真空状态时，雾化喷嘴的补充水压力最大可达到 0.246MPa 左右，而此时如果调整门为全开状态，那么最大补水量是 64t/h，此时可以计算出雾化喷嘴的最大流量为 761.9kg/h.

3雾化装置的效果及不利因素

3.1雾化装置的效果

在对汽轮机补水装置进行改造时，对雾化装置进行改造，可以得到的效果是能够让汽轮机排气流动阻力损失得到有效降低，同时，汽轮机背压也就是低压缸末级叶片出口的压力也可得到有效降低。需要注意的一点是，凝汽器压力是指管束第一排管子不超过三百毫米以上的凝汽器壳体内受到的绝对压力——凝汽器压力与汽轮机排气压力之间存在着较为明显的数值差异，能够克服汽轮机排气时到凝汽器喉部流动阻力的压力差，这意味着汽轮机背压与凝汽器压力之间有压力差值，这种差值虽然数值不大甚至可以忽略，但是依然会影响到汽轮机补水装置的使用性能。汽轮机排出的气体会从末级动叶出口排出，同时经过扩压装置，也就是低压缸蜗壳进入到凝汽器中。而此时凝汽器的喉部会将汽轮机排气口与凝汽器壳体进行连接，保障可以发挥出更为良好的接收、组织和分配蒸汽的功能。

同时可以了解到的是，汽轮机末级动叶出口处，从排气到低压缸蜗壳、低压杆蜗壳到凝汽器壳体这一过程存在着较为明显的流动阻力，同时数值较大。因此，技术人员必须重视此部分的优化设计，保证存在的流动损失量可以得到精确控制，在实际改造工作落实过程中配合补水雾化装置能够让水滴颗粒的直径有效缩小并增大表面积，目的是让对流接触患者装置具备更强的接触患者效果，同时，在雨雾化水接触过程中，汽轮机部分的排气会因为温度急剧降低而出现凝结效果。此时，此时由于雾化水占据的空间较大，因此汽轮机排出的气体会大范围凝结，而此时凝汽器喉部由于存在局部真空情况，所以能够让排气的流动阻力得到有效降低，进而起到间接降低汽轮机背压的作用，让蒸汽在汽轮机内的做功能力得到有效提升。

此时凝汽器喉部就可实现出口端差换热零刻度目标，同时间接起到提高凝汽器真空效果的目的。该工艺由于雾化水的大面积换热，使雾化水与汽轮机排气接触时有足够的换热时间。一般来说，雾化装置到凝汽器的距离为800 mm，这样的距离也能增强接触换热效果，从而使补水温度上升到饱和温度值。但需要注意的一点是，由于部分汽轮机排气过程中可能会放出汽化潜热，一旦受到温度降低的影响，就会被凝结成饱和水，进而达到“0”出口断差换热。这种换热方式换热效果好、效率高。同时，由于部分排气提前被凝结成为饱和水，所以凝汽器的热负荷也会随之降低，这能够让凝汽器的真空效果更好。由于凝结水的溶解氧量被大幅降低，所以水质得到了有效改善。由于化学盐水不经过除氧处理，因此作为补充水使用时，也可将其中溶解的一定量氧气与其它气体混合，使补充水的雾化效果更好，甚至增加水滴表面积，使溶解氧的分离效果更令人满意。如果在短时间内被加热到饱和温度，还可获得较好的溶解氧吸出效果。此时，析出的气体会经过凝汽器中的抽空气装置被及时排出来，以达到降低凝结水中含氧量的效果，甚至可以间接对水质进行改善，保证了低压加热器的传热效果，也让氧化腐蚀的速率得到大幅度减缓。

3.2带来的不利因素

由于装置改造操作同样会带来很多不利因素，不利因素例如由于补充水出现了雾化效果，水滴颗粒的直径较小，因此设备在停机状态时，凝汽器的喉部低压缸蜗壳内部的空气湿度将会大大增加。所以磨机叶片以及其他设备可能会因为空气湿度过大而出现较为明显的锈蚀问题。因此，为了让锈蚀速率得到减缓，在停机状态下时，凝汽器的补水操作必须在凝汽器的补水旁路位置进行，但这也会增加运行工作人员的任务量。同时，还需要注意的一点是，停机状态下或是事故阻停情况下进行补水，可能会影响雾化效果。此时工作人员为了保证雾化效果，可能会采用雾化喷嘴进行喷水，而由于雾化喷嘴中的液体通流量十分有限，所以工作人员在操作过程中可能会付出大量的精力与时间，这虽然能够弥补设备的不足，但也较为耗时耗力。

结语

在同等条件下，机组运行过程中，由于凝汽器的内部存在真空区域，所以雾化喷嘴处的补充水压头会出现压强增大、流量增加、雾化效果增强的情况，进而让最大补水量达到额定蒸发量的9.6%，这能够让机组的正常运行过程中补水量需要得到满足。

参考文献

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