電力系統凝汽器端差的影響因素和對策

孫遜 大連發電有限責任公司

電力系統的凝汽器是電力系統裝置的重要組成部分，而凝汽器的端差對電力系統的能效將產生重要影響。通過對電力系統凝汽器端差的異常原因進行分析，有利于指導技術人員對電力系統進行日常維護和整體優化工作的進行，從而使電力系統達到降低能耗的目的。

一、凝汽器端差的定義

凝汽器端差一般是指凝汽器壓力相對應的循環冷卻水出口溫度與飽和蒸汽溫度之差。通常情況下，凝汽器端差是對凝汽器換熱性能進行衡量的主要參數，是反映凝汽器真空嚴密性、傳熱性能和循環水系統工狀的常用指標。實際上，在電力系統凝汽器運行過程中，排汽溫度會隨真空變化而發生變化，如果循環水量比較大時，將會導致循環水出口溫度升高，進而誘發凝汽器端差增大，此時就需要根據端差的大小來對循環水量進行調整，從而實現節能的目的。

二、凝汽器真空形成原理

在電力系統的工作過程中，電力系統的動力主要來源于汽輪機組。而汽輪機組真空系統主要有兩部分構成：一是抽真空系統，二是密封蒸汽系統。真空系統主要用來建立凝汽器的高真空狀態，使蒸汽能夠最大限度的實現熱能轉化，從而提高熱能的利用率。

凝汽器的工作原理是提高蒸汽在汽輪機組中的理想焓降，從而提高汽輪機組的循環熱效率，并將提供熱能的水蒸氣轉化為水輸送到鍋爐中重新利用。當水蒸氣轉化為水后，汽輪機內部體積急劇減小，并在凝汽器體達到真空狀態。

凝汽器內部所達到的真空狀態是由凝汽器內部的液氣共存狀態所決定的，而液氣共存狀態又取決于熱平衡一換熱器端差所產生的冷凝溫度。因此，提高汽輪機組的真空度，主要在于減少凝汽器內部不凝結氣體，降低蒸汽冷凝溫度。

三、凝汽器端差過高的原因分析

（一）凝汽器換熱鋼管結構致使嚴重堵塞

凝汽器內換熱鋼管嚴重堵塞是造成凝汽器端差過高的主要原因之一。造成凝汽器內換熱鋼管堵塞的常見原因為：在凝汽器工作一段時間后，換熱鋼管水側結垢堵塞嚴重，同時存有大量的污垢。當這些污垢超過一定的限度后，這些污垢的存積和其他懸浮物的存在會使換熱鋼管所起到的換熱效果大大縮減，造成凝汽器端差增大。另外，污垢的存在也會使換熱鋼管受到腐蝕，鋼管長期處于腐蝕狀態下容易發生泄漏狀況。

（二）循環水二次濾網堵塞嚴重

在凝汽器中，循環水二次濾網被水塔填料碎片、塑料膜等雜物堵塞后，也會造成凝汽器端差增大的現象。循環水二次濾網裝置在運行時，由于循環水實際上為逆流狀態，當循環水沖擊管網時，由于濾網上存在污垢，導致管道堵塞，進而誘發電力系統凝汽器端差發生改變。一般情況下，當排污管的污垢堵塞達到管道截面的10%后，會造成凝汽器入口壓力下降，循環水量不足，循環水溫度升高，相同負荷下，真空會下降，端差也會增大。同時，循環水溫度過高過低，也是端差變化的一個主要原因，此時需要通過對循環水量進行調整，來實現對端差變化的有效控制。

（三）膠球收球率低

汽輪機凝汽器循環水系統一般均會配置有角球清洗裝置。常見的膠球清洗裝置的收球網呈現倒“V”型活動式收球網，收球網由兩片網板組成，網板將管道整個截面攔截，沒片網板底部都配備了膠球的出球口，方便膠球從此出球口通過，到達循環單元。每片網板都通過轉軸進行驅動，在非運行狀態下，轉軸旋轉一定角度，網板與水流方向成一定角度，形成“H”型結構，此結構可以使水流對網板進行沖洗，能夠有效去除懸掛在網板上的雜質，對網板起到清潔作用；需要其進行工作時，通過系統調節可以使網板轉回至倒“V”狀態。

四、凝汽器端差改善措施

（一）定期進行換熱鋼管高壓清洗

在電氣系統中，長時間的運行會導致電氣系統內部元件出現不同程度的老化，同時也會使管道內不出現大量的污垢沉積，如果不能及時清除，則會使電氣系統性能下降。機器在定期使用過后要及時進行維護和保養，同時在利用檢修的機會，采用高壓射流技術對換熱鋼管內部沉積的污垢進行清洗。利用該技術清洗后，換熱管道內部絕大部分污垢可被清洗掉，清潔效果顯著。

（二）增大二次濾網通流截面

針對二次濾網堵塞的問題，可以采用增大濾網界面的方法來提高管道流量，減少濾網堵塞狀況發生。通過拆除舊的濾網及排污裝置并更換新濾網的方式來增大二次濾網通流截面。在濾網安裝時，應當同時配備排污裝置。其中，排污裝置能夠在電機運轉的過程中通過傳動軸帶動渦輪轉動，同時讓鏈接渦輪的刮板軸上的刮板旋轉起來，將二次濾網上沉積的雜物刮除，從而保持管線的暢通。

（三）對收球網進行改造以提高收球率

在電力系統凝汽器運行過程中，需要按照要求對膠球進行清洗，該過程中還需要對膠球大小、材質等因素給予綜合考慮。同時還需要做好收球率的分工作，查看膠球是否丟球，是否全部參與工作。對收球網進行改造，需要從：受力合理、網板不變形及傳動軸穩定三個方面進行改造。一般會將倒“V”收球網改為曲柄連桿收球網，由于曲柄連桿裝置的自由度為一，會按照一定的運動規律繞固定軸做回轉運動，這樣連桿便可以帶動收球網在兩個極限位置之間來回運動而不產生其他的運動狀態，由此可以實現收球網的穩定收球與反沖洗，使收球網工作更加穩定。

五、結語

通過對電力系統凝汽器端差過高的原因進行分析，并及時查找解決的方法，可以有效解決電力系統凝汽器端差異常問題，并讓電氣系統工作更加穩定。在電氣行業中，電力系統作為最重要的硬件部分，在能源供給方面發揮著重要作用，因此，在電力系統的維護中，要重視凝汽器端差異常問題，并通過對異常原因進行分析，從而及時有效地解決該問題。