汽轮机凝汽器真空下降的原因分析及处理

汽轮机凝汽器真空下降的原因分析及处理

陈乐

陕西华富新能源有限公司 陕西省韩城市 715400

摘要：近年来我国综合国力的不断增强，工业的迅猛发展，涌现出大量的工业企业。汽轮机真空系统是化工装置和发电厂的重要系统之一，由多个辅助系统组成。凝汽器设备是汽轮机的重要组成部分，直接影响整个汽轮机组的可靠性、安全性、稳定性，与装置的稳定运行密切相关。汽轮机运行的重要指标之一是凝汽器真空度。凝汽器真空度反映了凝汽器的综合性能。凝汽器真空下降，会增加机组汽耗，保持凝汽器最有利真空，以及良好运行，对企业节能有重要的意义。本文就汽轮机凝汽器真空下降的原因分析及处理展开探讨。

关键词：汽轮机；凝汽器；真空

引言

导致汽轮机凝汽器中真空度下降的原因问题由很多，其对汽轮机组运行的整体经济性与安全性影响较大。对于某些大型汽轮机组而言，较低的凝汽器真空度还会引发机组保护动作，导致机组直接跳闸。考虑到凝汽器中分支结构体系较多，所以针对其真空度偏低的原因排查与解决方法还需加以深入解读。

1汽轮机凝汽器真空的原理及作用

汽轮机凝汽器将汽轮机的循环冷凝水循环利用，将汽轮机排汽冷凝成水，在排汽处制造并维护真空，是一种换热器。汽轮机排汽端真空在大气压中的比例，是凝汽器的真空度。汽轮机的排汽被冷凝成水，迅速缩小比容，是形成真空环境的基础。由于排汽凝结成水，出现急剧减少体积，内部高度真空。通常判断凝汽器真空的好坏，依据汽轮机组参数的高低。提高凝汽器真空，对发电厂的经济性、汽轮机热效率、凝汽器真空进行有效分析，提高发电厂的经济性，提升汽轮机热效率。真空与排汽的温度呈反向关系，与汽轮机热循环效率呈正向关系。

2凝汽式凝汽器真空下降对机组运行的危害

1. 真空下降使排汽的容积流量减小，对末几级叶片工作不利。末级要产生脱流及旋流，还会在叶片的某一部位产生较大的激振力，有可能损坏叶片，造成事故。（2）可能使汽轮机的轴向推力增加。（3）凝汽器冷却水管可能因为排汽温度过高胀口产生松弛，严密性被破坏。（4）排汽缸及轴承座因排汽温度升高受热膨胀变形，产生振动。（5）排汽压力升高，可用焓降减少，不经济，同时使机组出力降低。

3凝汽器真空下降的原因

3.1真空系统管道泄漏

真空系统管道严密性问题原理并不复杂，但是却很难解决。因为凝汽器系统内设备众多，而检查到真空系统管道泄漏是一项繁重复杂的工作。真空系统管道泄漏存在很多方面的原因，可能是破真空阀等阀门关不严、排气阀损坏等多种情况，也可能是真空系统在轴封安装过程中由于处理不当或者是设备运行过程中设备的震动造成缝隙过大而导致的泄漏；凝汽器相关设备在启停时产生巨大的交变应力会导致空气进入，从而破坏真空系统，导致真空管道的泄漏；加工时在管道、焊点等处进行加工时产生裂痕或者漏点，也会造成真空下降；出水口调节不当导致水封破坏，轴封加热器水位较低会导致气体进入。

3.2循环水中断

循环水是汽轮机低压缸排汽的冷却介质，循环水的流量、温度影响低压缸排汽温度以及凝汽器真空。风力越小、环境温度越高，冷水塔淋水盘下落时，循环水换热效果越差，被风带走的热量越少，循环水温降越小，循环水温度越高。相同的凝汽器冷却效果下，增加循环水出水温度，也会增加对应的低压缸排汽温度，导致凝汽器真空下降。冷水塔的配水方式影响循环水温度。为维持凝汽器较高的真空，通常在全塔配水的方式下运行。如果循环水泵跳闸，循环水通过直接回到凉水塔，凝汽器失去冷却水，凝汽器真空下降。必须开启备用循环水泵，降低机组负荷。循环水泵电机跳闸、用电中断等，都会出现循环水中断，导致凝汽器真空迅速下降。如果运行泵发生故障，必须保证可以随时启动备用泵，防止发生断水事故。

4汽轮机凝汽器真空缓慢下降的原因及处理

4.1真空下降处理原则

1. 真空下降时应对照排汽温度，循环水压力、检查轴封供汽压力、凝汽器水位和除盐水箱水位等参数，根据各个参数的变化，查明原因，及时处理，同时汇报给相关领导。（2）真空下降至-89kPa时，凝汽器真空低声光报警，启动备用真空泵，提高凝汽器真空。（3）真空下降至-88kPa时，机组可带额定负荷，如继续降低，应汇报值长。随着真空的逐渐下降应相应地及时降低机组负荷，按真空下降1kPa降负荷50MW（见表1）；当真空降至-82kPa时，机组降负荷到零。

4.2增设真空泵，减少真空泄漏

对于真空泄漏的情况，最直接的方法就是增设真空泵，加大抽吸力，将凝汽器内空气的抽出量提升，以此减小对真空的影响。但是如果存在着大范围的真空泄漏情况，即使增设再多的真空泵也无济于事，所以，对于凝汽器真空下降的原因我们要先进行排查，如果下降程度低且缓慢，就可以通过增设真空泵来防止凝汽器真空下降。增加监测仪表，做好监控维修凝汽器真空下降不是一蹴而就的，下降过程往往是逐渐缓慢的，如果等到造成实际危害再进行维修显然是不科学的，这就需要增加监测仪表，做好监控维修的保障工作。通过加强看管，实时监控高、低压加热器的压力、温度、端差、水位等具体参数，再由专门的监控人员整理排查，上报至维修部门，及时发现异常情况联系维护修理。做到即降即查、即查即修，实现凝汽器真空状态的保证。

4.3轴封加热器排汽管积水严重

轴封加热器排汽管积水时，会减少排汽的通流面积，影响轴封供汽系统的正常工作，导致凝汽器真空下降。主要表现为：轴封加热器排汽管在排汽管积水时，外壁温度会偏低。如果严重积水，大量白汽出现在高、低压缸前后轴封位置，汽轮机机组凝汽器真空出现缓慢下降。针对这一问题，确认为轴封加热器排汽管积水的原因，需要迅速全开轴封排汽母管上的放水门。及时开始排水工作，直到将水排完。如有必要，将轴封母管端头疏水门开启辅助排水。

4.4电泵水封筒漏空气

这种情况可能发生在电泵密封水回水通过水封桶接至凝汽器的系统中，可通过改造，增加一路水封回水直排至地沟，在冬季真空较高时将电泵水封回水倒至地沟，解决此问题。

结语

综上所述，汽轮机凝汽器真空度与装置的安全稳定运行密切相关，在实际运行中，有多种原因会导致汽轮机凝汽器真空下降。需要相关人员熟悉设备和系统的特性，加强监视及管理，及时发现问题，并进行全面分析，查找原因并处理，使凝汽器在最佳真空状态，保证真空系统的稳定运行。

参考文献

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