某厂300MW纯凝汽式汽轮机凝汽器改造简述
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摘 要：针对某厂凝汽器端差大、真空度偏低的问题，对凝汽器进行了相应改造，将铜管更换为不锈钢管，同时降低管壁厚度，提高换热系数，同时增加流通面积，提高换热容积。
关键词：凝汽器 真空 不锈钢管
中图分类号：TK26 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）09（a）-0066-02
该厂凝汽器为单壳体、双流程、表面式凝汽器，参数见表1。
根据#3机组的运行数据分析，凝汽器端差经常在4～7℃，与改造后的#2机比较，直接影响真空1kPa。
凝汽器性能的好坏直接影响到电厂的经济效益。提高机组真空度，减小端差，降低煤耗，达到降低发电成本，凝汽器将起到至关重要的作用。
随着环境水质的恶化和凝汽器铜管运行年限的增加，铜管的腐蚀泄漏会加快，泄漏会严重影响锅炉的安全运行，往往是锅炉腐蚀的起因，所以必须及时采取措施。
该厂#3机组运行时间在5年以上，为了保证机组安全、经济运行，防止凝汽器突然出现大面积铜管泄漏、危及主机系统安全，计划#3机在停运检修中，对凝汽器进行全面技术改造。
2 器改造方案的确定
2.1 整体改造的内容及步骤
在保留原凝汽器外壳侧板及其支撑方式不变，低压缸排汽口的连接形式不变条件下，采用以下方案。
（1）更换凝汽器内部全部管束、中间支撑板、内部连接件等。（2）冷却管由铜管（HSn70-1材质的Ф25×1）更换为TP304材质的Ф22×0.5（0.7）不锈钢管，适当缩小了冷却管的直径及壁厚。（3）采用不锈钢复合管板（TP304+Q235B 5+40mm）。（4）冷却水管和端板间采用胀接+氩弧焊连接的方式。（5）加长凝汽器壳体，前后水室端各加长1000mm，最终凝汽器换热管有效长度为11400mm。（6）换热面积由17000m2增加到18000m2，并预留汽轮机通流改造后增加的热负荷。（7）重新设计制造前后弧形水室，保证水室的断面流速并无水流死区。
2.2 凝汽器改造后设计参数
经过方案对比计算分析，最终采用设计参数见表2。
3 改造后的凝汽器热力试验
3.1 试验内容和工况
3.1.1 真空严密性试验
在机组80%额定负荷以上，进行真空严密性试验，凝汽器性能试验工况见表3。
3.2 具体试验情况
3.2.1 真空严密性试验
在凝汽器性能试验前，由该厂运行人员按规定进行了真空严密性试验，凝汽器真空下降率均低于100Pa/min，机组真空严密性达到优秀水平。
3.2.2 凝结水溶解氧浓度试验
在额定工况试验时，由该厂化学分析人员按规定进行凝结水溶氧浓度测定，试验期间凝结水溶氧浓度为20μg/L。
3.2.3 凝汽器冷却水流量及水阻试验数据和计算结果
#3机组凝汽器冷却水流量及水阻试验数据和计算结果见表4。
由上表可以看出，在两台循环水泵并联运行、凝汽器两侧冷却水进/出口门全开，#3机组凝汽器冷却水总流量为32010.1m3/h，即31914.4t/h，接近于设计流量（32600t/h）。凝汽器A侧水阻为69.47kPa，凝汽器B侧水阻为68.67kPa，平均水阻为69.07kPa，低于改造目标值（70kPa）。
在单台循环水泵运行、凝汽器两侧冷却水进/出口门全开，#3机组凝汽器冷却水总流量为20188m3/h，凝汽器A侧水阻为18.02kPa，凝汽器B侧水阻为17.86kPa，平均水阻为17.94kPa。
3.2.4 凝汽器性能试验数据和计算结果
该机组凝汽器性能试验数据和计算结果见表5。
在机组两台循环水泵运行时，凝汽器冷却水流量为32010m3/h；在机组单台循环水泵运行时，凝汽器冷却水流量为20188m3/h。
在额定工况下，机组负荷为304.13MW，凝汽器冷却水进口温度为20.87℃、冷却水流量为32010m3/h、凝汽器热负荷为378.3MW、凝汽器传热端差为4.778℃、凝汽器总体传热系数为2.353kW/（m2·K）、凝汽器运行清洁系数为0.633，凝汽器过冷度为0.02℃。
220MW工况下，机组负荷为220.2MW，凝汽器冷却水进口温度为27.82℃、冷却水流量为20188m3/h、凝汽器热负荷为299.8MW、凝汽器传热端差为2.064℃、凝汽器总体传热系数为2.561kW/（m2·K）、凝汽器运行清洁系数为0.824，凝汽器过冷度为0.49℃。
在额定工况下的试验结果修正到设计冷却水流量32600t/h、进水温度20℃和清洁系数0.90条件下，凝汽器传热端差为2.554℃，凝汽器压力为4.911kPa。
4 试验结论
#3机组经技术改造后的N-18000型凝汽器在额定工况下的试验结果修正到设计条件（冷却水流量32600t/h、冷却水进口温度20℃和清洁系数0.90）下，凝汽器平均压力为4.911kPa，凝汽器设计压力（5.00kPa）与其差值为0.089kPa，大于0；修正后的凝汽器传热端差为2.554℃，低于设计值（3.71℃），凝汽器性能达到设计规范要求。
#3机组配套的凝汽器在额定工况下的试验结果修正到设计条件下，凝汽器平均压力为4.911kPa，达到设计规范保证值（5.00kPa）。
凝汽器真空下降率小于100Pa/min，机组真空严密性达到优秀水平。
在#3机组两台循环水泵运行时，凝汽器冷却水流量为31914.4t/h，接近于设计流量的98%。
参考文献
[1] 沈士一.汽轮机原理[M].北京：中国电力出版社.
[2] 邵和春.汽轮机运行[M].北京：中国电力出版社.
[3] 国家发展和改革委员会.凝汽器与真空系统运行维护导则[M].北京：中国电力出版社.