淺析滇東電廠汽輪機真空度下降的原因和預防措施

【摘要】 對于凝汽式汽輪機，真空的高低對汽輪機組運行的安全性、可靠性、穩定性和經濟性影響極大。而在實際生產中，我們通常用真空度來反映汽輪機凝汽器真空的狀況。真空度＝（凝汽器真空值/ 當地標準大氣壓）X100％；通過對汽輪機凝汽器真空度下降原因的分析，根據相關參數的變化和電廠運行檢修規程，提出預防真空度下降的措施，以保證機組在合理的背壓下運行， 提高機組運行的安全性、可靠性、穩定性和經濟性。我廠4×600MW 新建工程機組汽機是東方汽輪電機有限責任公司設計N600- 16.7/538/538-2 并制造的單軸、三缸、雙排汽、亞臨界、一次中間再熱凝汽式汽輪機。機組真空系統主要由NASH 一TC 一11E 型液環式真空泵和凝汽器組成，真空泵設計為兩臺臺運行1 臺備用。自機組投產以來，四臺機組的真空系統在正常運行中多次出現真空不合格和下降的情況。險些引起機組真空低保護動作，機組跳閘。真空系統存在的問題急需找出原因并予以處理。

【關鍵詞】 凝汽器 真空度 原因分析 預防措施

水進出口壓差增大，循環水泵出口和凝汽器進口的循環水壓均增高，冷卻塔布水量減少，可斷定是凝汽器內銅管堵塞。② 循環水泵供水量減少，一般可從泵人口真空表指示負壓減小、真空表指針擺動、循環水泵泵內有噪音和沖擊聲、電流波動，出口壓力不穩等現象進行判斷。

2.2 循環水溫升高

我廠的循環冷卻水水溫受季節影響大，特別是夏季，循環水溫升高，影響了凝汽器的換熱效果。當循環水進口溫度升高時，其吸收熱量就減少，蒸汽冷凝溫度就越高，冷凝溫度的升高可使排汽壓力相應升高，降低蒸汽在汽機內部的焓降，使得凝汽器內真空下降。循環水溫越高，循環水從凝汽器中帶走的熱量越少，據測算，循環水溫升高5℃，可使凝汽器真空降低1％左右。對于采用冷卻塔的閉式循環供水系統，水溫冷卻主要取決于冷卻水塔的工作狀況。由于飛散及蒸發損失，循環補充用水是較大的，及時補充冷水是保持冷卻水塔有效降溫的重要方面，應定期檢查冷卻塔內的分配管是否正常，出水是否完好，這些因素都直接影響水的分布均勻性，影響其散熱性能，可見，循環水溫度對真空影響是很重要的。

2.3 軸封供汽不足或中斷

軸封供汽不足或中斷，小機軸封失去，將導致不凝結氣體從外部漏入處于真空狀態的部位，最后泄漏到凝汽器中， 過多的不凝結的氣體滯留在凝汽器中影響傳熱，凝結水過冷度增大，不但會使真空迅速下降，同時還會因空氣冷卻軸頸，嚴重時使轉子收縮，脹差向負方向變動。

2.4 真空泵故障

真空泵工作不正常引起真空下降的特征有：真空泵泵體損壞，真空泵分離器水位失去，真空泵入口蝶閥誤開或誤關。

2.5 凝汽器滿水

凝汽器滿水( 或水位升高) 淹沒了下邊一部分銅管，減少了凝汽器的冷卻面積，使汽輪機排汽壓力升高即真空降低。

造成凝汽器滿水的可能原因如下：① 凝結水泵故障。② 凝汽器銅管破裂，此時凝結水水質惡化。③ 備用凝結水泵的進出口閥門關閉不嚴或逆止閥損壞，水從備用泵倒流回凝汽器。④ 正常運行中誤將凝結水再循環門開大。

2.6 凝汽器冷卻面結垢或腐蝕，傳熱惡化

當凝汽器內銅管臟污結垢時，將影響凝汽器的熱交換，使凝汽器端差增大，排汽溫度上升，此時凝汽器內水阻增大， 冷卻通流量減小，冷卻水出入口溫差也隨之增加，造成真空下降。凝結器冷卻面結垢對真空的影響是逐步積累和增強的，因此判斷凝汽器冷卻面是否結垢，應與冷卻面潔凈時的運行數據比較。凝汽器冷卻面結垢的主要原因是循環水水質不良， 在銅管內壁沉積了一層軟質的有機垢或結成硬質的無機垢，嚴重地降低了銅管的傳熱能力，并減少了銅管的通流面積。

2.7 凝汽器水側泄漏

凝汽器銅管泄漏，是凝汽器最常遇到的故障之一。凝汽器銅管泄漏，將使硬度很高的冷卻水進入凝汽器汽側，凝汽器水位升高，真空下降，此外還使凝結水質變壞，造成鍋爐和其它設備結垢和腐蝕，嚴重時可導致鍋爐爆管。確認凝汽器銅管泄漏時應立即對銅管做堵管處理。

2.8 凝汽器真空系統不嚴密，汽側泄漏導致空氣涌入

真空系統不嚴密，存在較小漏點時，不凝結的汽體從外部漏人處于真空狀態的部位，最后泄漏到凝汽器中，過多的不凝結氣體滯留在凝汽器中影響傳熱，使真空異常下降，這類真空下降的特點是下降速度緩慢，而且真空下降到某一定值后，即保持穩定不再下降，這說明漏汽量和抽氣量達到平衡。真空系統不嚴密漏氣量增多時，表現的主要現象是：汽輪機排氣溫度與凝汽器出口循環水溫的差值增大、凝結水過冷卻度增大。此時應立即查找漏氣原因和漏氣點并予以消除。

2.9 大小機低壓缸防爆門破裂導致真空急劇下降。

三、 凝汽器真空度下降的預防措施

真空系統龐大，與真空有關的設備系統分散復雜，真空下降事故至今仍在汽輪機事故中占相當大比重，需要時刻做好真空下降預防工作。

1、 加強對循環水供水設備的維護工作，確保循環水供水設備的正常運行。對冷卻水流量和流速進行合理調整。2、 提高真空泵工作性能，加強對凝結水泵，真空泵等空氣抽出設備的維護工作，確保其正常運行，我廠現在將高低壓側凝汽器分別接入兩臺真空泵，一臺真空泵備用，提升真空效果明顯。3、 軸封供汽壓力自動、凝汽器水位自動要可靠投用， 調整門動作要可靠，并加強對凝汽器水位和軸封汽壓力的監視。維持軸封系統及水封的正常工作；維持好軸封加熱器的正常水位；調整汽輪機軸端汽封間隙，減小軸端漏汽量；嚴格控制軸封供汽壓力、溫度，遇到汽封系統運行不正常，應及時進行分析。4、 堅持定期進行汽輪機真空嚴密性試驗， 監視真空系統嚴密程度。若結果不合格時，應對汽輪機真空系統進行查漏，堵漏。目前檢漏方式有真空灌水法和氦質譜檢漏法，其中氦質譜檢漏法是目前汽輪機真空系統檢漏的先進方法。5、 低真空保護裝置應投入運行，整定值應符合設計要求，不得任意改變報警、停機的整定值。6、在運行中若凝結水水質不合格，但硬度又不高，可能是由于管板脹口不嚴有 輕微的泄漏所致。這時，若停運凝汽器，不易找出泄漏處。可以考慮的應急做法是在循環水泵吸入口水中加適量的鋸木屑。木屑進入水室中，在泄漏處受到真空的作用會將“針孔”堵塞，可使水硬度維持在合格范圍內。7、保持凝汽器管壁和水側的清潔度，減輕汽器銅管結垢，膠球清洗裝置要經常維護，提高凝汽器膠球自動清洗裝置的投入率。8、 加強運行管理，對下列各參數定時記錄，以便分析比較：凝汽器的真空，排汽溫度，凝結水的水質、溫度，循環水進出口水溫、壓力，凝汽器熱井水位，凝泵盤根密封水是否正常，循環水泵電流值等。9、 檢查冷卻塔熱力性能，加強運行維護， 調整到最佳工況運行。

四、結語

隨著我廠設備的老化，新的原因、象征也會產生，這就需要我們大家在工作的過程中，不斷地總結和提高這方面的知識與技能，及時發現問題，及時查明原因，采取措施予以解決，在實際生產中，應當堅持“以設備治理為基礎、通過運行方式的調整來克服季節因素帶來的不利影響”的原則， 堅持以科學理論分析為依據、緊密結合生產實際、合理組織、統籌安排，對凝汽設備系統全面分析、深入研究、逐步排查，找出真空度下降的關鍵因素，在確保安全的前提下爭取最大的經濟效益，確保機組的安全經濟運行。

參 考 文 獻

[1] 華東電管局.《汽輪機技術問答》. 北京: 中國電力出版社，2004

[2] 韓中和.《火電廠汽機設備及運行》. 北京：中國電力出版社，2002

[3] 王國清.《汽輪機設備運行技術問答》. 北京：中國電力出版設，2004

[4] 華東六省一市機電工程學會.《汽輪機設備及系統.》. 北京：中國電力出版社，2004.

[5] 劉愛忠．汽輪機設備及運行．北京：中國電力出版社，2003．

[6] 安連鎖. 《泵與風機》. 北京: 中國電力出版社，2001

[7] 張磊， 柴彤. 《大型火力發電機組故障分析》. 北京: 中國電力出版社，2007

[8] 張延峰 .《汽輪機結構》. 職工教育出版社，1987

[9] 劉玉銘. 《火電廠設備概論》. 中國電力出版社，1995