凝汽器冷油器冷却管束性能分析及改造.pdf

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1、凝汽器冷油器冷却管束性能分析及改造山钢股份莱芜分公司能源动力厂(山东271104)李延才【摘要】汽轮机凝汽器、冷油器换热效率低，频繁泄漏，通过对铜管和不锈钢管冷却管材质及性能比较分析，对冷却管进行了选型改造，选用高效稳定的不锈钢螺纹管替换铜管，提高了机组换热效率和运行稳定性。【关键词】凝汽器冷油器性能分析选型改造查漏及检修工作量大，增加检修费用的同时，还影响着机组真空，增加了机组蒸汽消耗。冷油器的铜管泄漏近两年来频繁发生，铜管封堵数量已超过规定上限，24机冷油器封堵数量最高达30余根，冷却效果大幅降低，还造成油品损失和循环水污染等问题。凝汽

2、器、冷油器冷却管制约着机组的安全经济运行，亟需改造。一、前言二、技术背景莱钢能源动力厂型钢热电车间l8—3’汽轮鼓风机建成于2004—2005年，机组凝汽器、冷油器冷却管材质为海军黄铜。2013年以来，l8—38汽轮鼓风机在开机和正常运行中负荷大幅变化时，多次发生凝结水硬度超标现象，运行中只能通过在循环水中加入锯末进行临时处理，事后利用定修机会实施凝汽器注水查漏，对泄漏铜管进行封堵。铜管凝汽器一般存在以下问题，直接或间接地造成凝汽器运行背压不理想、凝结水过冷度大、含氧量高、端差偏高以及真空度偏低等问题，严重影响电厂的正常运行和经济效益。1)

3、由于铜管自身抗蚀、耐冲蚀性能不太强，机组长期运行容易受氯离子、氨、酸的腐蚀，以及泥沙污垢和高压水洗所造成的冲蚀，严重时会造成管束破裂或穿比较大的时候，雨水从老化的密封垫处，逐渐浸入到电动机接线盒里，再进一步浸入到接线端子的绝缘子处，形成接地故障。2．整改措施1)将所有室外的高压电动机的接线盒进行密封垫老化情况的检查，发现老化和密封不严的，进行了处理。2)具备条件的地方，给电动机修建了防雨设施。四，结语1)通过对高压电动机接线盒密封垫的检查，处理了老化的密封垫，加强了密封，没有再出现因接线盒密封问题造成的电动机接地故障。2)若室外有运行的高压

4、电动机，一定要对其接线盒的密封情况进行检查，防止类似的事故发生。GM(收稿日期：2016／04／04)：Ⅲ伸期黑黑黑532016年第9期、、ⅥⅥ．et—x．conlVVM州Gm就卅扰从用m通∽力雹孔，情节严重或处理不当会造成锅炉水冷壁管的爆裂，严重危及锅炉的安全运行。2)铜管的弹性模量、惯性矩和振动阻尼的数值较小，抗弹性变形能力弱，不具有较强的抗振能力，再加上长期受冲刷、腐蚀的原因，会造成管束不同程度的损坏，影响设备的正常运行。3)铜管内壁面附近层流状态，易受有机悬浮物、水垢、黏泥的附着，造成循环水流阻力大，并降低冷却水的流量，增加了循环泵

5、的能耗，急剧降低凝汽器的传热系数，导致凝汽器真空度降低，端差升高，严重影响机组运行的经济性。4)由于污垢层的附着，造成管束易堵塞、易渗漏、清洗维修次数频繁，不仅造成一些不必要的经济开支，而且大大缩短了凝汽器的使用寿命。最近几年，薄壁卷制焊接小管技术越来越先进并日趋成熟和稳定，在国内凝汽器中使用焊接不锈钢管正在变得越来越广泛，不仅在新建电厂中凝汽器大量选用不锈钢管，就连老电厂的改造中使用不锈钢管也取得大量的成功和不错的案例，省去了安装后镀膜等预处理工序。综合分析，决定将凝汽器、冷油器冷却管束改造为新型并经优化的不锈钢螺纹管。三．改造可行性分析

6、1．新型不锈钢螺纹管与铜管性能比较分析1)由于不锈钢材料耐蚀性比较高，所以通常情况下几乎不锈蚀，并且可以承受高速流体的冲击以及含泥沙量大、悬浮物多的循环水的冲蚀，直接可代替铜管用于江河湖等城市污脏水的循环水冷却，使用寿命可达20—30年。2)管子外壁不会形成氧化膜，与铜管相比，由于不锈钢具有较低的表面粗糙度值，所以在它的金属表面具有润湿性能低的特点，并且不会形成水膜，增加了传热性能的稳定性，在蒸汽与管外壁的换热过程中效果比较明显。3)具有较高的机械强度，管壁可设计得较薄(铜管为1—1．5mm，不锈钢为0．5—0．7mm)，克服了不锈钢材料自

7、身导热性较差的缺点。4)与铜相比，不锈钢的密度低且壁厚较薄，单位换热面积相同时重量仅为铜管的3／5，大大减轻了机组的荷重。5)在安装及使用上，满足传统的安装工艺和胶球清洗工艺，仍采用胀管安装，在使用中减少结垢或不结垢，提高了换热效率。2．新型不锈钢螺纹管性能分析(1)高效传热系数表征了传热过程的强烈程度，传热系数越大，传热过程越强，热阻越小。由下表可见，不锈钢管比铜管的总体传热系数提高许多，在真空度不变的前提下，循环水量是原铜管的80％；在循环水量不变的前提下，真空度变为原来的95％。凝汽器传热过程如下：蒸汽在管子外壁通过凝结换热、管子外壁

8、与管子内壁通过传导换热、管子内壁与冷却水通过对流换热，这几种传热方式之间按照相互串联的方式进行，完成整个换热过程。从实际运行工况的凝结换热、传导换热和对流换热三个方面对新型不锈钢