汽輪機低真空運行安全問題及原因分析

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中圖分類號：U664.113 文獻標識碼：B文章編號：1008-925X（2012）11-0124-02

摘 要 從汽輪機低真空運行安全問題著手，具體的分析了造成機組低真空運行的主要原因，并對原因加以分析，有助于分析現場低真空運行問題，為解決低真空運行問題提供一定參考。

關鍵詞 汽輪機； 低真空； 安全；運行

0 前言

汽輪機凝汽器真空高低直接影響機組的安全、經濟和可靠運行。個別情況真空急劇下降，汽輪機必須立即按規定降負荷，并隨后檢查設備及系統，判斷急劇下降的原因，并解除真空下降問題。真空急劇下降的原因很多，現象明顯，不難查尋，真空急劇下降的情況較少，真空緩慢下降是帶有普遍性的問題。

1 機組低真空運行安全問題

1.1 低真空運行對汽缸膨脹的影響：

低真空運行時，背壓升高，排汽溫度升高，汽缸膨脹量增大，改變了通流部份的動靜間隙。靜子以低壓缸中心為零點向前膨脹，轉子以推力軸承為零點向后伸長，由于溫度變化不大，動靜間隙變化不致于產生摩擦和振動。汽缸和凝汽器的膨脹因排汽溫度的升高而增大，汽缸膨脹與轉子的相對變化引起通流部分動靜間隙改變，在熱應力作用下發生變形，造成接合面連接螺栓松動或變形，甚至造成機組劇烈振動，破壞接合面的嚴密性。凝汽器膨脹會使汽輪機后軸承升高，破壞整個汽輪發電機組的軸向中心。汽輪機低真空運行時，軸向推力也受到影響。沖動式汽輪機，軸向推力隨背壓的增加而增大。軸向推力增大，引起推力軸承過負荷，軸瓦烏金溫度升高，造成軸承的損壞。

1.2 低真空運行對凝結水系統的影響：

低真空運行時，凝汽器的膨脹因排汽溫度升高而增加。膨脹增加過多，可能會造成管束與管板的膨脹接口因膨脹不同而破壞密封性，影響凝汽器的換熱效果。還會使汽輪機后軸承升高，影響汽輪發電機組對中，加大振動值，造成不必要的振動，影響機組的穩定性。

1.3 低真空運行對功率的影響：

低真空運行時，背壓升高使理想焓降減少。在進汽量和效率不變的情況下，使發電機功率降低。沖動式汽輪機真空降低將引起中間各級的級前壓力提高；復速級級后壓力提高，該級焓降減少，相對內效率下降，功率顯著下降。機組末級和次末級，由于真空降低使焓降大幅降低，甚至變為負值，造成蒸汽流速急劇降低，蒸汽不但不做功，反而對轉子旋轉產生阻力作用，使發電機功率降低。另外，低真空運行時，蒸汽沒有充分膨脹，相對內效率也相應減少，使功率下降。

2 引起機組低真空運行的原因分析

2.1 凝結水系統：凝汽器冷卻表面積臟污，凝汽器銅管內結垢時，影響了循環水流量及其傳熱效果。備用凝結水泵出口逆止門損壞，使水從備用水泵倒回凝汽器內，凝汽器水位升高，將淹沒銅管，引起真空下降。銅管破裂，凝結水硬度增大，凝結水泵電流、出口壓力同時上升或同時下降，凝結水溫度低，過冷卻度增大，值班人員誤將凝結水管路上再循環門開大。凝汽器端差增加，凝汽器進口壓力升高，真空低，排汽溫度高，凝汽器熱負荷偏高，主要原因是汽輪機內效率低，工質的冷源損失大，新蒸汽和再熱蒸汽的參數低，工質在機內的焓降下降。功率不變時，排汽量加大或其他設備向凝汽器的直接排汽量增大。正常運行時，主蒸汽和再熱蒸汽管道疏水門不嚴密，使凝汽器疏水膨脹箱熱負荷太大，也將使真空惡化。

2.2 循環水量偏少：在運行中切換循環水系統時誤操作，包括各凝汽器之間的水量分配不當、水量倒流短路以及沒有放靜管段中空氣，均可能使循環水發生斷水或減少現象。循環水量偏少，在同一負荷下，凝汽器循環水入口壓力升高或進出口溫差增大，排汽溫度高，負荷自動減少。

2.3 真空系統漏氣量增加：凝汽器端差增加，凝結水過冷度增加，凝結水含氧量增加，抽氣器工作正常，可能是由于真空系統嚴密性差所致。空氣侵入凝汽器汽側和真空下運行的管路引起真空下降的原因為：①汽輪機大氣排氣門和真空破壞門已損壞；②凝汽器及低加水位計接頭發生問題 ③真空下運行管路上各截門盤根不嚴密；④真空部分運行管路上法蘭盤結合面不嚴密、壓力表管處、溫度計處漏氣；⑤凝汽器汽側的排水門不嚴密；⑥低加虹吸管虹吸作用不正常；⑦真空下運行蒸汽管疏水系統不嚴密；⑧負荷降低使真空下降，負荷恢復真空又重新恢復正常，則真空降落的原因一般是在某些抽汽管道和汽缸連接的地方或低壓汽缸結合面漏汽。

2.4 抽氣器工作惡化：工作蒸汽壓力降低，抽氣器工作能力降低，若開大進氣閥不能解決問題，則要檢查噴嘴前的濾網是否被堵塞。當排氣管明顯有蒸汽時，可能是通過抽氣器的冷卻水量不足，使進入冷卻器蒸汽不能充分凝結，導致冷卻器汽側壓力增高，在空氣門全關的情況下，抽氣器所造成的最低壓力決定于工作水溫下的飽和壓力，當工作水溫升高時，應降低射水池的水溫。射水泵出現故障，格欄水封不正常，進水溫度較高，水箱水位低，水泵出口壓力降低，電流減少，運行人員應停放故障泵開啟水箱水溫，讓水位正常。射水抽氣器出口尾管內生銹或結垢，會增大阻力，使射水器混合室內壓力升高，影響出力。當真空嚴密性實驗確定沒有漏空氣量時，抽氣系統工作的失常，抽氣量將降低，導致凝汽器端差增加，凝結水含氧量繼續增加。

2.5 低壓軸封的影響：低壓軸封系統若調整不當，軸封送汽量少時，易出現往汽缸中漏氣，有的軸封系統不起作用，空氣從此處漏入汽缸加大軸封送汽量，出現潤滑油中進水現象。若汽封圈均完好，送汽量和汽氣混合物均較小時，易出現汽缸內漏氣現象。 當送汽量大而抽出混合量偏少時，易出現油中進水。

3 結論

針對上述內容，火力發電廠中汽輪機低真空會給機組帶來一定的安全和經濟問題，故一定要重視汽輪機的低真空問題，保證汽輪機的真空處于正常值范圍內，保證機組的安全穩定運行。通過分析能過產生汽輪機低真空問題的主要產生原因，要有針對性的采取一定的檢測和鑒定方法，當事故出現要第一時間查明原因，采用有效的應對措施，避免事故和故障的擴大。

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