汽輪機(jī)凝汽器真空下降的原因分析解決問題方法

摘要：通過對汽輪機(jī)凝汽器真空下降的原因分析，找出凝汽器真空下降的原因，提出-問題的方法及措施，提高凝汽器真空，增加機(jī)組的經(jīng)濟(jì)-。

1　概述

對于凝汽式汽輪機(jī)組，需要在汽輪機(jī)的汽缸內(nèi)和凝汽器-建立-定的真空，正-運行時也需要不斷的將由不同途徑-入的不凝結(jié)氣體從汽輪機(jī)及凝汽器-抽出。真空系-就是用來建立和維持汽輪機(jī)組的低背壓和凝汽器的真空。同時汽輪機(jī)凝汽器真空是衡量機(jī)組經(jīng)濟(jì)-的-要指標(biāo)，凝汽器真空過高或過低，不僅對影響汽輪機(jī)的-率，而且也會影響汽輪機(jī)的安全，-般的大型汽輪發(fā)電機(jī)組都設(shè)有凝汽器真空低跳閘保護(hù)，因此，在熱力發(fā)電廠-是-個受到高度-視的指標(biāo)。研究這個課題，對于提高汽輪發(fā)電機(jī)組的經(jīng)濟(jì)-具有積-的影響。

2　汽輪機(jī)凝汽器運行-真空下降的原因分析

影響汽輪機(jī)凝汽器真空的因素有很-很-，因為與真空有關(guān)的系-、設(shè)備眾-。從大的方面來講主要有機(jī)組負(fù)荷的影響、凝汽器-入空氣的影響、高、低壓加熱器疏水的影響、小機(jī)-入空氣的影響、各高壓蒸汽疏水的影響、循環(huán)水流量及溫度的影響、凝汽器真空泵出力的影響、低壓軸封壓力的影響、凝汽器水位及凝汽器銅管冷卻-果的影響、進(jìn)入凝汽器的各個水封的影響等等，下面就上述主要原因加以分析討論。

2.1　機(jī)組負(fù)荷的影響

正-運行-，對于電網(wǎng)-的調(diào)頻機(jī)組來講，機(jī)組負(fù)荷是影響凝汽器真空--頻繁的因素之-。

機(jī)組負(fù)荷升高，相應(yīng)的汽輪機(jī)低壓缸排汽量越大，凝汽器熱負(fù)荷越高，凝汽器真空也會隨之下降，如果凝汽器真空下降到-定的數(shù)值，-般情況下都要限制機(jī)組出力，降低機(jī)組負(fù)荷，借以維持凝汽器真空。相反，機(jī)組負(fù)荷降低，凝汽器真空就會升高。另外，如果汽輪機(jī)組相應(yīng)的高、低壓加熱器退出運行，那么，這部分蒸汽就會進(jìn)入凝汽器，凝汽器相應(yīng)的熱負(fù)荷就會增大，機(jī)組帶同樣的負(fù)荷-終排入凝汽器的蒸汽量就會增加，引起凝汽器真空下降，相反，加熱器的投運，機(jī)組帶同樣的負(fù)荷-終排入凝汽器的蒸汽量就會減少，凝汽器真空也會隨之升高。因此，在相同的機(jī)組負(fù)荷下，高、低壓加熱器的投停，也會影響凝汽器的真空。

2.2　凝汽器-入空氣量的影響

凝汽器-入空氣是熱力發(fā)電廠---見的也是-頭疼的問題之-。凝汽器-入空氣，由于空氣不凝結(jié)，又是熱的不良導(dǎo)體，使凝汽器換熱-果大大降低，從而降低了機(jī)組的經(jīng)濟(jì)-。由于連接到凝汽器的管道、加熱器很-以及凝汽器表面很大，整個凝汽器及其系--入空氣的幾率很大。因此，其--查找起來也相當(dāng)困難，如本人原工作過的十里泉發(fā)電廠#機(jī)組凝汽器真空偏低，成立了查真空-擊隊，在7月份的高溫環(huán)境-詳細(xì)-查了近15天，但收-不大。

但從理論角度分析，凡是與凝汽器相通的壓力高于凝汽器真空但又-大氣壓的容器、管道、閥門、法蘭等都會是-入空氣的因素。在-際生產(chǎn)過程-，這些容器、管道等內(nèi)的壓力又不是-層不變的，又往往受到各種因素的影響。例如我廠600MW機(jī)組-的#5、#6低壓加熱器，在低負(fù)荷時成負(fù)壓，在高負(fù)荷時成正壓等等。

總的來講，能夠-入空氣的部位主要有以下幾個方面：

2.2.1　凝汽器外殼

2.2.2　高、低壓加熱器的事故疏水管道及閥門、法蘭

2.2.3　高加事故疏水?dāng)U容器

2.2.4　低壓加熱器外殼

2.2.5　低壓加熱器汽側(cè)疏放水管道及閥門、法蘭

2.2.6　低壓加熱器汽側(cè)啟動排汽管道及閥門、法蘭

2.2.7　低壓加熱器汽側(cè)水位計

2.2.8　有關(guān)系-至凝汽器的各個水封

2.2.9　凝汽器抽空氣管道及閥門、法蘭

2.2.10　凝汽器真空破壞門及管道、法蘭

2.2.11　汽輪機(jī)低壓缸及結(jié)合面、低壓缸上部安全膜

2.2.12　凝結(jié)水收集箱及其管道及閥門、法蘭

2.2.13　凝汽器放水門及其管道、法蘭

2.2.14　備用凝結(jié)水泵及其連接的管道、法蘭、閥門、盤根、濾網(wǎng)

2.2.15　給水泵汽輪機(jī)排汽管道及其閥門、法蘭

2.2.16　凝汽器補(bǔ)水箱、補(bǔ)水管道及其閥門、法蘭

2.3　高、低壓加熱器疏水的影響

高、低壓加熱器疏水的影響主要表現(xiàn)在：由于事故疏水大部分為全開、全關(guān)型，高、低壓加熱器事故疏水-速打開時時，造成大量熱水-然進(jìn)入凝汽器，凝汽器熱負(fù)荷迅速增加，從而使凝汽器真空-然降低。在-般情況下，相對與凝汽器來說，影響不會太大。但是，如果高壓加熱器的事故疏水誤開，使高壓加熱器水位-法維持，大量高溫、高壓蒸汽直接排入凝汽器，那么，不僅會使凝汽器真空大幅下降，而且長期運行還會使高加水封損壞，凝汽器的高加事故疏水?dāng)U容器遭到嚴(yán)-的熱沖擊，嚴(yán)-時會使焊口等部件由于熱應(yīng)力過大而裂開，造成事故。

2.4　各高壓蒸汽疏水的影響

高壓蒸汽疏水的影響主要是高壓閥門在運行-如果誤開，那么，高溫、高壓蒸汽就會直接進(jìn)入凝汽器，凝汽器熱負(fù)荷迅速增加，從而使凝汽器真空-然降低。如我廠#1機(jī)組試運時，電建公司人員在校正汽輪機(jī)高壓缸上下缸溫度測-時，使下缸溫度比上缸溫度低了近65℃，導(dǎo)致8個高壓疏水門聯(lián)動開啟，機(jī)組負(fù)荷下降80MW，真空下降近2Kpa。這種情況在運行-出現(xiàn)的幾率不是很大。

但是，經(jīng)-出現(xiàn)的是高壓疏水閥門在運行-由于高壓蒸汽的沖刷而關(guān)閉不嚴(yán)-，使部分高溫、高壓蒸汽進(jìn)入凝汽器，這部分蒸汽流量雖然不是很大，但是這部分蒸汽為高溫、高壓蒸汽，其焓值很高，進(jìn)入凝汽器，焓降很大，從而對凝汽器排汽溫度影響很大，使得凝汽器真空降低幅度較大。因此許-電廠為了提高機(jī)組經(jīng)濟(jì)-，保-凝汽器的高真空，將不嚴(yán)-的高壓疏水門截門手動關(guān)閉，防止高溫高壓蒸汽進(jìn)入凝汽器影響真空。

2.5　循環(huán)水流量及溫度的影響

循環(huán)水作為汽輪機(jī)低壓缸排汽的冷卻介質(zhì)，其溫度、流量對低壓缸排汽溫度的影響以及對凝汽器真空的影響是舉足輕-的。

正-運行-，循環(huán)水溫度主要受環(huán)境溫度、風(fēng)力的影響，環(huán)境溫度越高、風(fēng)力越小，那么，循環(huán)水在冷水塔淋水盤下落的過程-，被風(fēng)帶走的熱量越少，換熱-果越差，循環(huán)水溫降越小，也就是說，循環(huán)水溫度下降的越少，循環(huán)水溫度越高，進(jìn)入凝汽器后，在凝汽器相同的冷卻-果下（即循環(huán)水在凝汽器的溫升-定的情況下）循環(huán)水出水溫度升高，其對應(yīng)的低壓缸排汽溫度升高，引起凝汽器真空下降。

其次，機(jī)組負(fù)荷對循環(huán)水溫度也有-定的影響，機(jī)組負(fù)荷的影響是對凝汽器真空的影響在循環(huán)水溫度上的-種反映，-面已經(jīng)介紹過了，這里不在贅述。

-三，冷水塔的配水方式對循環(huán)水溫度影響也很大。但是，冷水塔的配水方式-般只有到冬天嚴(yán)冷的時候才會改變，由全區(qū)配水切換為外區(qū)配水。其他-般情況下，-般都會在全塔配水的方式下運行，以保持冷水塔--出力，維持凝汽器較高的真空。

循環(huán)水流量對真空的影響是立桿見影的。循環(huán)水流量的影響主要受循環(huán)水泵出力的影響。正-運行-，循環(huán)水泵起、停運、跳閘或者由于某種原因使循環(huán)水流量-降，-別是正-運行-，運行循環(huán)水泵跳閘，其出口逆止門關(guān)閉不了或不嚴(yán)，循環(huán)水通過跳閘的運行泵，直接回到了涼水塔，從而使凝汽器失去冷卻水，那么凝汽器真空會迅速直-下降，如果此時運行人員不果斷降機(jī)組負(fù)荷、開啟備用循環(huán)水泵，就可能導(dǎo)致機(jī)組因真空低保護(hù)動作而跳閘。

2.6　凝汽器真空泵出力的影響

凝汽器真空泵的作用是當(dāng)凝汽器內(nèi)空氣含量-過-定值時，凝汽器的真空就要被破壞，空氣的存在還影響循環(huán)冷卻水對排汽的冷卻。在機(jī)組啟動時建立真空以及在運行-抽除從真空系-不嚴(yán)-處-入的空氣和未凝結(jié)的蒸汽，維持所需要的真空。

凝汽器真空泵出力的大小表示了真空泵抽吸空氣和其他不凝結(jié)氣體的能力，出力越大，抽吸能力越強(qiáng)，使凝汽器能夠維持的真空也就越高。反之，能夠維持的真空也就越低。決定真空泵出力大小的因素很-，除真空泵的功率因素外，對于機(jī)械水環(huán)式真空泵，主要還有真空泵分離箱水位、冷卻器的冷卻-果等等。真空泵分離箱水位過高容易擠壞分離器，損壞設(shè)備；真空泵分離箱水位過低，真空泵出力就會下降。分離器溫度過高，也會使真空泵出力下降。

如果冷卻器冷卻-果-，則真空泵出力就高。但在炎熱的夏季，冷卻水取自開式水溫度較高，冷卻-果不-，我廠小修-由工業(yè)水接-路至真空泵冷卻水，夏季溫度高時摻工業(yè)水，冷卻-果明-提高，凝汽器真空從而升高。

2.7　低壓軸封壓力的影響

汽輪機(jī)軸封大-都采用迷宮式，汽輪機(jī)低壓軸封蒸汽通過低壓缸軸封形成迷宮式汽封，從而使外界空氣不能-入凝汽器內(nèi)，防止低壓缸因-空氣而降真空。低壓軸封蒸汽需要-定的壓力和溫度，低壓軸封蒸汽壓力過高會使軸封蒸汽外-和內(nèi)-，外-影響環(huán)境、造成汽輪機(jī)潤滑油-進(jìn)水，內(nèi)-過-也會使真空下降。低壓軸封蒸汽壓力過低則迷宮強(qiáng)度降低，外界空氣就會通過汽輪機(jī)的大軸-入凝汽器降低凝汽器真空，因此運行--須保-正-的軸封壓力。

2.8　凝汽器水位及凝汽器銅管冷卻-果的影響

凝汽器水位過高，減小了汽輪機(jī)低壓缸排汽空間，減小了換熱面積，從而使低壓缸排汽溫度升高，凝汽器真空降低。另外，凝汽器水位過高，還會造成凝結(jié)水過冷，降低機(jī)組的經(jīng)濟(jì)-。凝汽器水位過低，會影響凝結(jié)水泵的安全運行，因此，凝汽器要保持-定的水位，過高或過低都是不可取的。衡量凝汽器傳熱-果的-個-要指標(biāo)是凝汽器端差，端差的大小表明了凝汽器傳熱-率的高低。凝汽器端差與冷卻水-溫度、銅管表面的清潔程度（表面結(jié)垢或臟污會影響傳熱-果，使端差增大）及凝汽器有沒有積聚的空氣（空氣和水蒸氣-合物對銅管表面的放熱系數(shù)很低，妨礙傳熱）等因素有關(guān)。

2.9　進(jìn)入凝汽器的各個水封的影響

由于經(jīng)過化學(xué)處理的除鹽水成本較高，對于整個機(jī)組的正-排放水來說，如果不加以回收，浪費是很嚴(yán)-的。因此，各個熱力發(fā)電廠都對正-排放的除鹽水加以回收。為了回收這部分除鹽水，設(shè)置了與凝汽器相通的疏水器，為了防止空氣通過疏水器進(jìn)入凝汽器，疏水都通過水封與凝汽器相通。

如果水封水位過低或者故障，空氣就會通過水封直接進(jìn)入凝汽器，從而造成凝汽器真空下降。如我廠#1機(jī)組汽泵-封水回水至凝汽器A水封設(shè)計高度不夠，雖然試運過程-改造了-次，但仍然偏低，水封不能保持。#1機(jī)組小修時在汽機(jī)房0米水封-回水管道處安裝了-塊壓力表，用來監(jiān)視水封工作情況。正-壓力表指示應(yīng)在微正壓，如指示正壓偏高，說明-封水回水不暢，汽泵-封水有向外-水的可能；如指示負(fù)壓偏高，說明水封內(nèi)不能保持正-水位。

1月28日發(fā)現(xiàn)壓力表指示—80Kpa，從汽泵-封腔6個放氣孔處向內(nèi)嚴(yán)-吸氣。經(jīng)過向水封注水、調(diào)整，凝汽器真空大幅度提高，注水-后數(shù)據(jù)比較：注水-：機(jī)組負(fù)荷430MW，凝汽器真空DCS 97.5/97.7 Kpa,DEH 95.07 Kpa,給煤量175T/H，凝水溶氧35; 注水后：機(jī)組負(fù)荷431MW，凝汽器真空DCS 99.26/99.23 Kpa,DEH 96.7 Kpa,給煤量169T/H，凝水溶氧27。

3　-問題的方法和措施

運行-凝汽器真空下降的原因有很-，上面已經(jīng)作了分析，針對上述運行-凝汽器真空下降的因素，提出以下措施或-方法：

3.1　針對機(jī)組負(fù)荷的影響

-而易見如果凝汽器真空降低到-定的-限，則應(yīng)降低機(jī)組負(fù)荷，以維持凝汽器的-低真空。

3.2　針對凝汽器-入空氣量的影響

通過上面的分析可知，凝汽器-入空氣的-、面很-，只要查到-入-，將-入-堵死，問題就可-。

3.3　針對高、低壓加熱器疏水的影響

高、低壓加熱器疏水問題主要靠水位基地調(diào)節(jié)儀的可靠動作來-。在設(shè)備運行-，主要通過加強(qiáng)就地巡回-查高、低壓加熱器水位、-心監(jiān)視高、低壓加熱器的壓力、溫度、疏水溫度、加熱器端差、水位等參數(shù)，及時發(fā)現(xiàn)異-情況，聯(lián)系維護(hù)人員加以-。

3.4　針對各高壓蒸汽疏水的影響

加強(qiáng)對各高壓蒸汽疏水控制系-的監(jiān)視與維護(hù)，保-各高壓蒸汽疏水動作正確-；在保-機(jī)組安全、沒有十分-要的情況下，及時關(guān)閉高壓疏水，以-高壓蒸汽對閥芯長時間沖刷。-旦出現(xiàn)高壓蒸汽疏水關(guān)閉不嚴(yán)-的情況，應(yīng)關(guān)閉其-手動隔離門，如出現(xiàn)機(jī)組跳閘等需要打開疏水的情況，則立即到就地打開根據(jù)需要-手動隔離門。

3.5　針對循環(huán)水流量及溫度的影響

循環(huán)水溫度受氣候、天氣的影響很大，這是我們-法改變的。但是，我們可以通過改變冷水塔、循環(huán)水泵的運行方式加以彌補(bǔ)。如在夏天，我們可以通過加開循環(huán)水泵，增大循環(huán)水流量來彌補(bǔ)循環(huán)水溫度高的影響，用冷水塔全塔配水，來增大散熱面積，降低循環(huán)水溫度。在冬天，凝汽器真空很高的情況下，減少運行循環(huán)水泵臺數(shù)，節(jié)約廠用電。用冷水塔外區(qū)配水，減小散熱面積，以提高循環(huán)水溫度；或者用打開冷水塔旁路門，調(diào)節(jié)循環(huán)水溫度。在循環(huán)水泵事故跳閘的情況下，循環(huán)水流量急劇下降，凝汽器真空也會急劇下降，這種情況，應(yīng)立即確認(rèn)泵出口蝶閥關(guān)閉，否則，立即就地手動關(guān)閉，同時，立即啟動備用循環(huán)水泵、備用凝汽器真空泵，通過機(jī)組RB自動-速減負(fù)荷，否則，手動跳閘磨煤機(jī)，關(guān)小汽輪機(jī)調(diào)速汽門，-速減低機(jī)組負(fù)荷，以維持凝汽器真空在機(jī)組保護(hù)跳閘值以上。

3.6　針對凝汽器真空泵出力的影響

根據(jù)對凝汽器真空泵出力的影響分析，-旦真空泵出力下降，則應(yīng)-查真空泵分離箱的水位是否正-，否則，通過對分離箱補(bǔ)水或放水，是分離箱水位維持在正-范圍內(nèi)。如真空泵分離箱溫度過高，則應(yīng)增大其冷卻水流量，降低冷卻水溫度，使分離箱溫度維持在正-范圍內(nèi)。在夏季如果冷卻器有工業(yè)水供應(yīng)，可開啟工業(yè)水進(jìn)行冷卻，提高真空泵出力。

3.7　針對低壓軸封壓力的影響

通過對軸封壓力的影響分析，可以看出，軸封壓力應(yīng)維持在-定水平上，如軸封壓力過低，可以通過開大軸封汽-（-般有冷再供汽、輔汽供汽、主蒸汽供汽等），提高軸封壓力。正-運行-，-般靠高壓軸封-汽供至低壓軸封，上述三種汽-只起輔助備用。但是，-旦機(jī)組跳閘，高壓軸封-汽、冷再供汽、主蒸汽供汽汽-將會失去，需要立即就地打開輔汽供軸封用汽，以保-軸封壓力。

3.8　針對凝汽器水位及凝汽器銅管冷卻-果的影響

凝汽器水位的調(diào)整主要通過凝汽器補(bǔ)水來調(diào)節(jié)，如果凝汽器補(bǔ)水來調(diào)節(jié)閥故障，則應(yīng)通過其調(diào)節(jié)閥的旁路閥手動調(diào)節(jié)。水位過高，關(guān)閉補(bǔ)水，水位過低，開大補(bǔ)水，保-凝汽器水位維持在正-水位。

凝汽器銅管冷卻-果差-般采用投用凝汽器膠球清洗，用膠球?qū)⒛餮h(huán)水銅管內(nèi)的污垢帶走。銅管污垢嚴(yán)-的話可以通過凝汽器反沖洗清除銅管內(nèi)的污垢，這種情況-般在機(jī)組負(fù)荷較低的情況下，將凝汽器循環(huán)水側(cè)半邊隔離，利用循環(huán)水反向流動沖刷，清除凝汽器銅管內(nèi)的污垢。具體步驟如下：

A．凝汽器半側(cè)清洗：

（1）運行-發(fā)現(xiàn)凝汽器水管泄-或凝汽器水側(cè)污臟時，可單-解列、隔--組凝汽器。

（2）待停用-組凝汽器膠球裝置收球-，膠球泵停止運行，并將該組膠球清洗程控出系。

（3）根據(jù)凝汽器真空情況，機(jī)組減負(fù)荷至60%。

（4）關(guān)閉停用側(cè)凝汽器的抽空氣門。

（5）關(guān)閉停用側(cè)凝汽器循環(huán)水進(jìn)水門，注意運行凝汽器水側(cè)壓力不 -過0.32MPa，凝汽器真空不--86kPa，排汽溫度不大于54℃。

（6）關(guān)閉停用側(cè)凝汽器循環(huán)水出水門。

（7）若二臺或三臺循環(huán)水泵運行時，可停用-臺循環(huán)水泵。

（8）開啟停用-組凝汽器水側(cè)放水門及放空氣門，注意地溝污水水位和污水泵運行情況應(yīng)正-。

（9）將停止側(cè)循環(huán)水進(jìn)、出水門停電。

B．隔-注意事項

(1) 停用-組凝汽器循環(huán)水壓力到-，應(yīng)緩慢打開該組凝汽器人孔門。

(2) 由于凝汽器水管泄-而隔-、并停用-組凝汽器時，在打開該組凝汽器放水門和人孔門時，應(yīng)-別注意凝汽器真空的變化。

(3) 在隔-操作過程-，若發(fā)生跌真空，應(yīng)立即停止操作，增開備用真空泵，進(jìn)行恢復(fù)處理。

C．凝汽器半側(cè)清洗后的投運操作：

（1）-查確認(rèn)凝汽器工作全部-，工作人員已撤離，所有工具及-圾均已取出。

（2）關(guān)閉人孔門和凝汽器水側(cè)放水門和循環(huán)水回水管放水門，并給循環(huán)水進(jìn)、出水門送電。

（3）開啟凝汽器循環(huán)水出水門。

（4）逐漸開啟凝汽器循環(huán)水進(jìn)水門，直至全開，空氣趕盡后，關(guān)閉放空氣門，注意循環(huán)水母管壓力，根據(jù)需要增開-臺循環(huán)水泵。

（5）凝汽器水側(cè)投入正-后，緩慢開啟凝汽器空氣門直至全開，監(jiān)視凝汽器真空變化。

（6）汽器真空正-后，可恢復(fù)機(jī)組負(fù)荷。

（7）膠球清洗裝置的程控入系。

3.9　針對進(jìn)入凝汽器的各個水封的影響

進(jìn)入凝汽器的各個水封-須保持-定的水位，如果水位過低，則開大水封補(bǔ)水，如仍維持不住水封水位，則應(yīng)將水封暫時隔離，帶水封水位穩(wěn)定后再行投入水封。

4　-語

在熱力發(fā)電廠-際工作-，影響凝汽器真空的因素很-，也很復(fù)雜，-般會有-個因素共同影響，-問題的方法也很-，有時用看似很土的方法卻能-問題，因此，主要還是根據(jù)現(xiàn)場的-際情況，采取靈活-樣的方法，-生產(chǎn)現(xiàn)場-存在的-際問題。以上通過對凝汽器真空下降的原因分析，找出了-問題的方法，希望能對-際工作有所幫助。