浅谈直接空冷系统排汽装置设计

摘 要：火力发电的辅助设备中的冷凝器分水冷和空冷。水冷凝汽器需要大量的水作为冷却介质，然而在部分火力发电厂的选址在水资源缺乏的地方，冷凝器只能使用空冷凝汽器。空冷凝汽器顾名思义就是利用空气做冷却介质对汽轮机乏汽进行冷却。空冷凝汽器的主要凝汽設备是空冷岛，布置在室外，如何将其输送到空冷岛上，每个汽轮机厂家的设置都不尽相同。

关键词：排汽装置；空冷凝汽器；直接空冷

1 概述

我司生产的工业汽轮机组，一直都是使用水冷凝汽器作为冷却设备，水冷凝汽器优点是水的换热系数高，所需的换热面积小，机组成本低。然而在某些水资源取法的地方用水成本高昂，业主们就更偏向于使用空冷凝汽器。最近我司接到的订单中就有空冷的机组，这在我司里是首台的空冷机组。空冷机组的设计和水冷的完全不一样。主机设计肯定是不一样的，但辅机要考虑的是如何将汽轮机乏汽排到空冷岛是我们辅机的难题。

2 功能概述

我们要设计一样物品，首先要弄清楚该物品要实现什么功能。我们将连接汽轮机与空冷岛连接的部件命名为排汽装置，我们在设计排汽装置时，要实现以下的功能。

排汽装置的功能：

（1）将排汽输送到空冷岛并且把汽流转向。汽轮机排汽通过排汽装置内部的导流转向板，实现排汽流向的转变。

（2）接收来自空冷岛凝结水，起到热井的作用。

（3）接收汽轮机本体疏水。装置本体设置疏水膨胀箱，接收汽轮机本体的疏水。疏水膨胀箱上设有若干支疏水联箱，每支疏水联箱接收压力等级相近的疏水，以防止汽轮机进水。

（4）将部分排汽用于凝结水回热及除氧。排汽装置的导流板开有通汽孔，部分排汽由通汽孔进入到下部的热井，加热来自空冷岛的凝结水，起到回热作用同时起到除去凝结水中的氧气的效果。

（5）接收化学补水并除氧。在排汽装置喉部设有化学补水接口，系统的化学补水进入补水接管后通过小孔喷淋雾化与汽轮机排汽充分接触换热使补水中的氧气逸出达到除氧的目的。

（6）接收给水加热器凝结水及汽封冷凝器凝结水。

（7）设接收旁路蒸汽。排汽装置喉部设置二级减温减压器装置，接收旁路来的蒸汽，并且通过二级减温减压及喷水降温使旁路蒸汽参数降至空冷凝汽器可以接受的程度。

（8）吸收汽轮机台板以下的膨胀量。汽机运行时会产生热膨胀，排汽装置设有膨胀节，吸收汽机及排汽装置的膨胀量。

3 排汽装置参数表

4 排汽装置构成（见图1）

5 排汽装置的安装

（1）本排汽装置在厂内分零部件或部套加工、运输到现场组装。排汽装置的装配应符合ZBK54015-88《凝汽器加工装配技术条件》的规定。

（2）支座的安装。a.中央的固定支座在整个排汽装置组装完成后，最后才跟预埋板与排汽装置的底板焊接牢固。详细根据图纸Kog300443固定支座要求安装。b.其他四个支座在安装前，确保设计院预埋的四个钢板的平面在同一个平面上，将四个支座与基础的预埋板焊接牢固。

（3）排汽装置主体的安装。a.如果条件允许可以先将排汽装置上、中、下部、疏水膨胀箱、二级减温减压器等组焊好后整体搬运到四个支座上固定。b.若现场高度、搬运条件不允许，排汽装置主体进行就位安装：先将排汽装置下部吊上四支座上，根据图纸调整好位置后焊接牢固。然后将排汽装置中部、排汽装置上部按顺序焊接牢固，二级减温减压器焊接在排汽装置上部，各部件中的连接详细见总装图纸。c.膨胀节现场安装就位与排汽装置和排汽接管焊接好后，将保护螺栓松开若干高度，以保证运行时最大压缩量。d.排汽接管允许根据现场实际情况进行修磨使之与膨胀节上部的法兰接触均匀然后再焊接。

（4）疏水膨胀箱的安装。疏水膨胀箱与排汽装置中、下部做预装配并做好标记，在装配时，可将连接部分的壳壁进行适当修磨使四周都获得良好的连接，疏水膨胀箱在排汽装置上的位置由排汽装置总图给出。

（5）外部接管根据装配总图给出的接口，一一对应接好。

（6）装配时若加强肋与主体部套发生干涉，允许对加强肋进行割焊处理。

（7）整体安装后密封焊缝按JB3289《汽轮机主要零部件理化检验方法》做煤油渗透试验。

（8）整体安装后要求进行盛水试验。a.盛水试验一般采用清洁水作为介质；b.采用水的温度不得低于5℃；c.试验在涂油漆之前进行；d.盛水高度应灌至后汽缸与排汽接管连接焊缝以上100mm；e.盛水试验持续时间不得少于2小时或与用户商定执行。

6 结束语

排汽装置成功的将汽轮机与空冷岛连接起来，实现排汽的转向并输送到空冷岛上。凝结水会继续后到排汽装置中并通过喷嘴雾化充分和排汽接触换热，除去溶解在凝结水中的氧气。上部的膨胀节有效的吸收汽轮机与排汽装置因为温度升高而产生的膨胀量。

参考文献

[1]火力发电设备技术手册[M].机械工业出版社.

[2]JB/T10085-1999.汽轮机凝汽器技术条件[S].中华人民共和国机械电子工业部，1999.

作者简介：李景颖（1988-），男，广东省肇庆人，广州广重企业集团有限公司助理工程师，主要从事热能动力设备设计方面的工作。