HRSG冷凝器性能监测与空气侵入故障案例分析
2026-02-10 14:24
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在HRSG冷凝器性能监测系列的第二部分中,讨论了水侧污垢如何影响传热效率。本部分聚焦于蒸汽侧空气积聚问题,它同样会显著抑制传热,且故障常突发多变。以下案例历史(首次于参考文献1报道)展示了几个典型实例。

冷凝器蒸汽凝结导致体积大幅缩减,产生强烈真空。在冬季条件下,绝对压力可低至2英寸汞柱(约1 psia),空气易通过微小缺陷侵入,如管道穿入处。设备通常配备空气去除室,使用机械真空提取不凝性气体。技术文件建议,正常空气去除排放速率为每100 MW输出1 SCFM,这为一般准则,实际系统可能处理更大体积。液环真空泵相比蒸汽喷射抽气器能提供更强吸力。

工厂操作员通过转子流量计每周监测空气流量,建立基线数据以检测变化。案例均来自燃煤机组,但原理适用于热回收蒸汽发生器的水冷冷凝器。第一个案例涉及最大蒸汽流量1,000,000磅/小时的冷凝器,清洁因子(CF)值从稳定70%中段骤降至45%,表明过量空气侵入。维护人员在给水加热器滴水线穿入处发现裂缝,填充焊接后CF恢复,但密封失效导致再次下降,最终焊接套环解决问题。

第二个案例中,两个姐妹机组冷凝器(各690,000磅/小时最大蒸汽流量)之一表现不稳定:满负荷时CF为70%-75%,减负荷时降至18%。泄漏检测发现多个泄漏点,包括膨胀接头裂缝,但修复后问题未解。操作员发现疏水阀卡在打开位置,使外部空气被真空吸入,更换后性能恢复正常。

第三个案例发生在相同机组,冷凝器泄漏导致凝结水总溶解固体浓度达0.75 ppm,高于正常低ppb水平。运行经理因负荷需求未立即停炉,实验室人员加强监测保持化学控制。三周后泄漏源被纠正,但两个月后锅炉水冷壁管频繁失效,维修费用超200万美元,归因于沉积下腐蚀。泄漏源非冷凝器管,而是热水井排水管线隔离阀未关闭,真空将冷却水吸入系统。

类似案例中,720 MW机组冷凝器管道穿入处故障导致CF下降和溶解氧浓度增加,影响凝结水化学。冷凝器性能不佳成本高昂,例如500 MW燃煤电厂汽轮机背压降低1英寸汞柱可年省80万美元燃料。传热损失外,污垢、结垢和空气侵入可能损坏管道,导致冷却水渗透,成本更高。这些问题将在后续部分探讨。

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