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湿冷机组的冷端系统是指以凝汽器为核心的相关系统和设备，主要包括：凝汽器；循环水系统、循环水泵和冷却塔；抽空气系统和真空泵等。衡量冷端系统性能优劣的主要指标为凝汽器喉部的绝对压力。

凝汽器性能变差，表现为机组真空度降低。凝汽器性能变差的主要原因有：冷却水进口温度升高、冷却水流量降低、凝汽器汽侧空气聚积量增大、冷却管脏污(主要是水侧)，凝汽器热负荷增大、凝汽器冷却面积不足等。对于机组真空较差，且达不到设计要求，要进行凝汽器性能诊断试验，以判别机组真空差的原因。

5.1.1冷却水进口温度

冷却水全年平均温度的升高，直接导致机组全年平均真空的降低。对于直流冷却系统（俗称开式循环方式），取水口水温度受水源地环境温度的影响；对于循环冷却系统（俗称闭式循环方式），冷却塔性能变差和环境温度的升高是主要原因。

降低冷却水进口温度一般采取的措施有：

1）对于直流冷却系统，通过论证确实是取水口温度升高而又不能通过其他途径解决的，可以考虑改变取水口位置，避开热水回流造成取水口水温度的升高。

）对于循环冷却系统，如果确认冷却塔性能变差，可以进行冷却塔冷却能力诊断试验，找出冷却塔性能变差的主要原因，并进行治理或改造。

5.1.冷却水流量

冷却水流量不足直接导致冷却水温升的增加，最终使机组真空降低。冷却水流量不足的主要原因有：循环水泵本身出力不足；循环水系统阻力增大。

提高冷却水流量的主要措施有：

1）进行循环水泵性能与循环水系统阻力匹配性试验，确认循环水泵出力不足是循环水泵本身性能缺陷造成，还是由于循环水泵性能与循环水系统阻力不匹配造成。

）根据诊断试验结果，如果是循环水泵本身的原因，可以直接进行维修或增容改造；若是泵性能与系统阻力不匹配，则分两种情况：a）实际循环水系统阻力增加。排查循环水系统所有阀门是否开足，或冷却水中杂质堵塞进水室管口、特别注意凝汽器出水室顶部是否聚积空气，导致系统阻力增加。b）设计原因导致泵与系统阻力不匹配。应参照实际的循环水系统阻力重新进行循环水泵选型，并进行技术改造。

5.1.3凝汽器汽侧空气聚集

凝汽器汽侧空气聚积的主要原因有：1）机组真空严密性变差，漏入凝汽器的空气流量超出真空泵抽吸能力（一定条件下），导致真空泵入口压力升高，进而导致凝汽器压力升高（机组真空降低）；）真空泵抽吸能力下降；3）双背压凝汽器的高、低背压抽空气系统设计不合理，导致高、低压凝汽器抽空气管内空气相互干扰，空气抽不出影响凝汽器性能，降低机组真空。

消除或减弱凝汽器汽侧空气聚集的主要措施有：

1）提高机组真空系统严密性。通过各种技术手段进行真空系统检漏，及时发现真空系统泄漏点，并进行彻底处理。在机组80%额定负荷以上，应确保湿冷机组真空严密性≤00Pa/min；在机组50%～80%额定负荷，应确保湿冷机组真空严密性≤70Pa/min。

）进行真空泵及抽空气系统诊断试验，确认真空泵抽吸能力下降的主要原因，并有针对性进行治理。真空泵抽吸能力变差主要是真空泵工作水温度升高引起，应从工作水的冷却系统查找原因。

3）通过诊断试验确认双背压凝汽器高、低压抽空气管路存在的问题，进行抽空气管路完善和改进，确保抽气设备能及时抽出凝汽器内聚积的空气。

5.1.4凝汽器水侧空气聚集

对具有虹吸作用的凝汽器水室（一般以江、河、湖或海水为冷却水的直流冷却系统），在设计时水室最高点应装设水室真空泵，水室真空泵根据其进口阀前、后压差开启或者关闭，保证运行中及时抽出水室中聚集的气体。未设计凝汽器水室真空泵的机组，应考虑加装。

对无虹吸作用的凝汽器水室（一般以冷却塔冷却的循环冷却系统），设计时水室最高点应设排气管，起动时水室应充分排气，运行中定期排气，特别是循环水泵运行方式发生变化时应进行排气。没有凝汽器水室最高点排气管的机组，应考虑加装。

5.1.5凝汽器水侧脏污

冷凝管脏污包括汽侧和水侧脏污两种，引起凝汽器性能下降的一般是水侧脏污。水侧脏污直接导致凝汽器清洁系数降低，增加了传热热阻。

水侧脏污的主要原因有：胶球清洗装置投运不正常；冷却水水质差或有机杂质多；一、二次滤网投运不正常；冷凝管未定期冲洗或清理。

清除或预防水侧脏污的主要措施有：

1）胶球清洗。根据凝汽器冷凝管内壁脏污（垢）的具体情况，选择合适的胶球，保证胶球清洗装置正常投运和收球率达90%以上。

l胶球类型和规格的选择可参照以下原则执行：

对于凝汽器水侧的软垢，可以选择普通海绵球。干态的海绵球球径应等于冷凝管的内径，湿态的海绵球球径应比冷凝管内径大1~mm。

对于凝汽器水侧的硬垢，可以选择硬球（塑料球）和金刚砂球，塑料硬球靠撞击除硬垢；金刚砂球靠摩擦除硬垢。塑料硬球的球径应比冷凝管内径小0.5~1mm；湿态金刚砂球球径应比冷凝管内径大，且不大于1mm。

l对于冷却水量小（流速低）造成收球率低的情况，可以尝试关闭或关小半侧凝汽器冷却水入（出）口门，进行半侧收球，提高收球率。

）去除水中杂质。直流冷却系统杂质较多，原则应设一、二次滤网，并保证正常投运。对于北方泥沙含量大的冷却水水源，应充分沉淀和过滤后才能作为冷却塔的补充水源。

3）控制循环水水质和有机物。

4）利用一切可利用的时机和手段对冷凝管进行清洗和水室杂质清理。如利用每一次停机机会进行高压水冲洗；条件允许的情况下，机组运行中凝汽器半侧运行另一半进行清洗等。

5）必要时对凝汽器冷凝管进行酸洗。

6）对不能清除顽垢或铜管已经减薄超标的凝汽器，可考虑换管技术改造。

5.1.6凝汽器热负荷

凝汽器热负荷升高的主要原因有：汽轮机效率下降，冷源损失增加；附加介质不正常进入凝汽器，导致热负荷增加。

降低凝汽器热负荷的主要措施有：

1）优化疏水系统，提高疏水扩容器的工作能力。对汽轮机疏水系统（特别是本体和高压管道疏水）进行优化改造，简化疏水管道和阀门的数量，减少水（汽）泄漏的机会。提高疏水扩容器的工作能力，使得疏水在扩容器内完全扩容卸能，减少凝汽器的热负荷。

）减少阀门内漏。定期检查和维护疏水系统阀门（主要是自动疏水器）的严密性，必要时更换质量较好的疏水阀门。

3）加强运行管理，合理调整加热器的运行水位保护和疏水调节阀开启阈值，保证加热器正常疏水畅通，杜绝加热器危急疏水阀门动作或泄漏。

4）提高汽动给水泵汽轮机的运行效率，减少排入凝汽器的热量。

5）提高汽轮机通流效率，降低低压缸排汽流量。选用合理且高效的汽封结构型式；严格控制机组升、降负荷率，严格控制机组轴系振动在合格水平；机组大修时及时合理调整汽封间隙、或更换损坏的汽封，提高机组通流效率。

5.1.7凝汽器面积

在冷却水进口温度、冷却水流量、真空严密性、冷却管清洁程度相同的情况下，MW机组凝汽器面积从m增加到m，对应MW负荷时凝汽器压力下降约0.4kPa。

设计阶段，在考虑凝汽器冷却面积增大带来的投资增加和冷却水流量增加带来的日后运行费用增加的情况下，充分考虑凝汽器实际运行中的清洁度降低等不利因素，适当加大凝汽器的冷却面积（可以按照清洁系数0.75～0.8来选取面积）。

通常，对于设计循环水温度为0℃的情况，MW机组凝汽器面积为m～m，MW机组凝汽器面积为m～30m。对于全年平均循环水温度高于0℃的情况，凝汽器面积应适当增大，并根据优化计算确定凝汽器的面积。

5.1.8凝结水过冷度

凝结水过冷度增大，机组运行经济性降低。过冷度增大的主要原因有：1）凝结水系统的运行方式导致凝汽器热井水位升高，淹没凝汽器底排冷凝管，造成凝结水过冷。）通往凝汽器底部的回热蒸汽通道受阻，凝结水得不到足够加热，而产生过冷；3）机组真空严密性极差，可能造成凝结水过冷。4）冷却水温度偏低或冷却水流量偏大，造成凝结水过冷。

降低凝结水过冷度的主要措施有：

1）使凝汽器热井的就地水位与DCS监测的水位保持一致，过冷度增大时及时调整凝汽器热井水位。

）通过调整水位无法改变过冷度增大的趋势，则有可能是汽侧回热通道受阻，宜在检修时解体检查并及时解决。

3）提高机组真空严密性。

4）冷却水温度较低时，通过减少循环水泵的运行台数，减少冷却水流量。对于使用海水脱硫的机组，应当增设凝汽器冷却水旁路，当水温较低时部分冷却水走旁路，既保证了海水脱硫的水量，也降低了凝汽器冷却水流量，从而降低了凝结水过冷度。

循环水系统主要存在的问题有：循环水泵性能与循环水系统阻力不匹配；循环水泵运行效率低；循环水泵运行方式不合理。

（1）循环水泵性能与循环水系统阻力不匹配

循环水泵的流量扬程特性与循环水系统阻力特性相匹配是循环水系统甚至是整个冷端系统节能运行的关键。在设计流量工作点，当循环水泵配套的扬程高于系统阻力，导致循环水泵实际运行在低扬程大流量区域，在冬季水温度较低时，凝汽器冷却水流量偏大，机组真空高于极限真空，同时过高的流速可能会冲刷铜管的胀口，造成安全性问题；当循环水泵配套的扬程小于系统阻力，导致循环水泵实际运行在高扬程小流量区域，凝汽器冷却水流量偏小，直接影响机组运行经济性。无论流量偏大或偏小，循环水泵都偏离设计工作点，导致循环水泵的运行效率偏低。

采取的主要措施是：进行循环水泵性能与循环水系统阻力特性诊断试验，寻找循环水系统阻力增大的原因，或对循环水泵进行增容改造或降低扬程改造。

（）循环水泵增效改造

对循环水泵运行效率低于76%，建议进行循环水泵增效改造。

（3）循环水泵运行方式优化

从节能降耗的角度出发，循环水泵的运行方式越灵活（流量调节范围越大），机组的运行经济性就越好。新设计的配套两台循环水泵的机组，应考虑至少一台循环水泵具备双速功能。

循环水泵电机变频提供了循环水量可以连续调节的条件，通过运行方式优化试验，结合机组负荷、冷却水温度，可以得到机组最佳运行真空对应的最佳变频控制运行方式。

循环水泵电机双速运行在一定程度上实现了循环水泵运行方式和运行流量的多样化，通过运行方式优化试验，结合机组负荷、冷却水温度，可以得到机组最佳运行真空对应的最佳循环水泵运行方式，汽轮机冷端系统运行优化方式案例见附录A。

从冷端系统运行优化的实际可操作性出发，优先推荐循环水泵电机双速运行方案。

抽空气系统性能变差直接导致空气在凝汽器汽侧聚集，影响凝汽器换热，进而影响机组真空。抽空气系统性能变差的主要原因有：真空泵抽吸能力下降；抽空气系统管路流动不畅。

5.3.1真空泵

影响真空泵运行性能的主要因素有：工作水温度、真空泵转速、抽吸口压力和温度等。从运行角度看，工作水温度是影响真空泵抽吸能力的最常见和最主要的因素。解决工作水温度高的问题，可以从降低工作水的冷却水温度、提高工作水冷却器换热能力（面积）和效率、增加冷却水流量等方面着手。必须经过诊断试验，确认工作水温度升高的主要原因，通常可采取的主要措施有：

1）对于新设计的机组，应配置3×50%容量双级水环式真空泵。

）真空泵冷却水系统改造。具体的解决方法须考虑运行安全性、可靠性和投资回收年限。最安全可靠、简单易行的措施是寻找低温的冷却水源，替代现有的利用循环水冷却，保证机组迎峰度夏的安全经济性。如：低温的工业水、地下水或中央集中空调冷冻水等。在没有低温水源的情况下，可以增设强制制冷设备对真空泵工作液进行强制冷却。

3）定期清理和清洗真空泵工作水冷却器。如果冷却水杂质较多，可以考虑更换为易于清理和清洗的冷却器型式。

4）增加冷却器的冷却面积和冷却水流量。

5.3.抽空气管路

抽空气管路流动不畅分为两种情况：凝汽器内部空冷区空气管不畅；双背压凝汽器高、低压侧空气流动相互影响，导致流动不畅。

1）对于凝汽器内部空冷区空气管不畅的问题只有在停机检修时按照设计图纸对空气管进行检查，并及时更正安装错误。

）双背压凝汽器高、低压侧空气流动相互影响

双背压凝汽器的抽气系统分为串联和并联两种布置方式。串联布置方式是高压凝汽器中的不凝结气体连通到低压凝汽器抽气通道，与低压凝汽器中的不凝结气体混合后经真空泵抽出，该方式的优点是系统简单，缺点是高、低压凝汽器相互干扰，易造成抽气量不匀，影响凝汽器换热。并联布置方式是高、低压凝汽器中不凝结气体各自由单独的真空泵抽出，该方式的优缺点正好和串联布置方式相反。

造成串联布置方式下高、低压凝汽器抽气不均匀现象的主要原因是设计阶段空气管路流动阻力计算不符合实际情况。解决的方法只有把抽空气系统改为并联布置方式，即高、低压凝汽器中不凝结气体各自由单独的真空泵抽出。具体参考系统连接方式见图19，该连接方式三台真空泵运行方式灵活，可以互为备用。

5.4.1冷却塔冷却能力

冷却塔冷却能力的优劣决定了凝汽器冷却水的进水温度，直接影响了机组运行真空。因此，宜定期对冷却塔进行热力性能诊断试验，确定冷却塔存在的问题，制定相应的技术改造方案。冷却塔的实测冷却能力小于95%时，或夏季%负荷下冷却塔出水温度与当地的湿球温度差大于8℃时，表明冷却塔存在问题，宜对冷却塔进行全面检查，必要时实施冷却塔技术改造。

5.4.提高冷却塔冷却能力的措施

（1）配水系统

对于槽式配水的冷却塔，每年夏季前宜清理水槽中的沉积物及杂物，保持每个喷溅装置水流畅通，必要时修补破损的配水槽。

对于槽—管配水的冷却塔，夏季前宜开启内区配水系统，实现全塔配水。保持每个喷溅装置完好无缺，及时修补破损的配水管及喷溅装置。

采用虹吸配水的冷却塔，应使虹吸装置处于正常工作状态。

根据冷却塔内配水的均匀性情况，更换为喷溅效果良好的喷溅装置。

（）淋水填料

根据淋水填料的破损、结垢程度及散热效果，可以部分或全部更换冷却塔淋水填料，全塔更换淋水填料时，应进行不同方案的技术经济比较，优化淋水填料的型式及组装高度。

（3）除水器

除水器变形或破损影响冷却塔通风。冷却塔技术改造时，宜对破损及变形的除水器进行更换。

（4）机力通风冷却塔

应根据外界气象条件的变化，改变机力通风冷却塔风机运行台数，满足冷却塔工艺的要求。

5.4.3冷却塔节水

冷却塔主要用水包括：蒸发散热用水；飘逸出塔外的飘滴损失用水；排污用水。

冷却塔蒸发散热用水是不可回收的。蒸发水量与环境气象条件、循环冷却水量、散热量等因素有关。冷却塔夏季运行时，蒸发散热损失水量占循环冷却水量1.7%左右；冬季运行时，占1.%左右。

冷却塔飘滴损失用水量是指湿热空气上升携带出塔外的飘滴损失水量。飘滴损失水量与塔内气流速度、循环冷却水量有关。塔内无除水器时，机力通风冷却塔飘滴损失水量约占循环冷却水量1%，自然通风冷却塔约占0.5%，这部分损失水量可采用不同型式的除水器回收80%以上。

排污损失水量是指循环冷却水经蒸发后水中的各种化合物及杂质达到一定浓度后需要排出一部分循环水，通过补充新水以降低循环水浓度。排污水与循环冷却水的浓缩倍率有关，浓缩倍率越大，排放量越小，反之亦然。

冷却塔经蒸发、飘滴、排污损失用水后，需要给冷却塔补充新水。

因此，冷却塔节水措施可归纳为：

1）冷却塔补水时，应注意塔内水池水位变化，以免溢流造成不必要的水量损失；

）选用高效除水器，减少冷却塔飘滴损失水量；

3）提高循环水浓缩倍率，减少排污损失水量；

4）对循环水水质进行分析，降低水质的结垢速率。

5.5.1空冷塔和空冷凝汽器宜定期对散热器表面进行水清洗，以使散热翅片管具有良好的传热效果。

5.5.夏季机组运行背压达不到设计值时，可考虑在散热器上安装雾化装置以强化传热。

5.5.3空冷凝汽器宜根据外界气象条件的变化，使空冷风机在合理的调频范围内运行。空冷凝汽器采用双速风机时，宜根据气象条件的变化，通过试验，确定合理的风机运行台数。

6.1.1对于新设计机组，优先选择3×50%容量凝结水泵，也可选择×%容量凝结水泵，凝结水泵扬程选择宜根据凝结水系统设计特点进行仔细核算，防止凝结水泵扬程选取过大。此外，凝结水泵电机应加装变频调节装置，以降低部分负荷下凝结水泵耗电率。

6.1.由于低压加热器采用大旁路系统具有初投资省、系统简单、操作灵活、管道局部阻力小，从而节约厂用电的优点，宜优先采用。

6.1.3在凝结水泵电机加装变频调节装置后，宜根据机组实际状况，在保证凝结水母管压力的条件下，修改除氧器进水控制逻辑，机组在运行中保持除氧器进水门全开，采用变频装置调节除氧器水位。此外，及时调整低旁减温水压力低保护定值、给水泵密封水差压低保护定值、凝结水压力低开启备用泵定值。凝结水泵电机加装变频调节装置后，MW及以上超（超）临界机组凝结水泵耗电率不大于0.%，其他机组凝结水泵耗电率不大于0.%。

6..1新设计机组优先选用%BMCR容量的汽动给水泵，不设备用电动给水泵。机组没有启动汽源，设一台启动电动给水泵。对于有启动汽源（如邻机汽源）的机组，应通过汽动给水泵启机。单纯配置电动给水泵的机组，应将电动给水泵改为汽动给水泵。

6..内置式除氧器具有出水含氧量低、排汽损失小，还具有结构紧凑、体积小、重量轻、安装简单、优质高效、安全可靠等特点，在新机组设计时应优先选用内置式除氧器。

6..3通常汽动给水泵采用迷宫式密封，密封水取自凝结水精处理后，为保证给水泵密封效果，对凝结水母管压力有一定要求。为保证低负荷时凝结水泵变频装置的节能效果，通过增设给水泵密封水增压装置，如：MW超临界机组加装50米扬程的管道泵，或由凝结水泵出口（凝结水精处理前）引出密封水，进一步降低凝结水母管压力，充分发挥变频调节装置的节能效果。