300 MW機組啟動過程中低真空的原因分析

徐新果

（浙能紹興濱海熱電有限責任公司，浙江紹興312073）

300 MW機組啟動過程中低真空的原因分析

徐新果

（浙能紹興濱海熱電有限責任公司，浙江紹興312073）

浙能紹興濱海熱電有限責任公司1號機組在A級檢修結束后的啟動過程中，出現由于真空低而不得不停機檢查的情況。通過檢查、分析，查明了造成真空低的原因，有針對性地采取了措施，保證了機組的正常啟動和安全、經濟運行。

啟動過程；凝汽器；真空低；原因分析；結冰

1 經過

浙能紹興濱海熱電有限責任公司1號機組為300 MW亞臨界機組，汽輪機為哈爾濱汽輪機廠制造的C280/N300-16.7/538/538型抽汽凝汽式汽輪機。2013年1月7日，1號機組A修后進入啟動階段，21∶23，啟動2臺水環式真空泵對凝汽器進行抽真空。從21∶23啟動真空泵到22∶36，凝汽器真空以約1 kPa/min的速度上升，22∶36之后真空上升的速度比較緩慢，最后停留在80.24～80.41 kPa，經多方調整無效，真空值不再上升。

針對1號機組凝汽器真空值達不到要求的情況，對可能影響凝汽器真空的各種原因，組織技術人員進行分析。

1.1 真空泵運行情況

檢查真空泵情況，真空泵電流正常（250～255 A），現場檢查真空泵振動情況、運轉聲音、冷卻水情況等均正常。

1.2 真空系統泄漏

（1）現場檢查：檢查真空泵進口管道情況，對真空泵進口管道的所有法蘭和接口進行聽、摸檢查及包保鮮膜，均未發現漏氣現象；對真空系統進行全面檢查，也未發現漏點。另外，在機組啟動前也曾進行凝汽器壓水查漏，所有可疑的漏點均已處理。

（2）數據分析：凝結水泵出口凝結水溶氧維持在51 μg/L左右，沒有明顯突變情況；真空泵電流250～255 A，與正常運行時基本一致。檢查軸封系統各參數，均無異常。

（3）檢查真空泵氣水分離器排氣口的排氣情況：如果真空系統有漏空氣的情況，當凝汽器真空穩定在某一個數值時，說明漏入凝汽器的空氣量與通過真空泵排到大氣中的空氣量形成了一個動態平衡。而通過真空泵排到大氣中的空氣，都會由真空泵氣水分離器排氣口排出。檢查確認真空泵氣水分離器排氣口的排氣量非常微小，與正常運行的2號機組的真空泵沒有明顯區別。

1.3 真空泵進口管道堵塞

每臺真空泵進口管道上都有電動隔離閥、氣動隔離閥、濾網和逆止閥各1只，只要其中任何一個地方卡澀或堵塞，都會影響真空泵的正常工作。由于抽真空初期啟動了2臺真空泵運行，現場檢查真空泵運行情況正常、真空泵氣水分離器排氣口的排氣情況正常。因此，可排除真空泵進口電動隔離閥和氣動隔離閥卡澀或堵塞的可能。因此重點分析真空泵進口逆止閥和濾網是否有卡澀或堵塞現象。

1月8日4∶20左右，巡檢匯報1號A和1號B真空泵進口逆止閥處的外管壁上疑有結霜現象。經現場確認，2臺真空泵進口管道外壁確有結霜，最嚴重的地方是真空泵進口逆止閥處的管段。用點溫槍測量真空泵進口管段外壁溫度，最低處溫度為-8℃，廠房內環境溫度2℃。因此，確認影響1號機組真空的原因為真空泵進口濾網處結冰，從而造成真空泵進口管路堵塞。

采取各種手段對真空泵進口管段進行加熱，但凝汽器真空一直沒有升高。06∶02，1號機組停止啟動，破壞真空，停機檢查。

2 檢查情況

根據真空泵進口管道結構分析，真空泵進口電動閥與真空泵進口氣動閥之間裝有一片孔狀濾網板，從管道外壁的情況看也是該處結霜最嚴重，分析該處結冰造成真空泵進口堵塞的可能性最大。松開孔狀濾網板的法蘭螺栓、拆開濾網后，發現該處有嚴重的結冰情況。抽出孔狀濾網板后，發現在孔狀濾網板的進汽側還附有一層很細的不銹鋼絲濾布，如圖1所示。

圖1 真空泵進口濾網示意

3 原因分析

1號機組配有2臺水環式真空泵，真空泵系統如圖2所示。

圖2 真空泵系統

當剛剛啟動真空泵開始抽真空時，由于凝汽器內充滿空氣和水蒸汽的混合氣體，從凝汽器經過真空泵進口濾網到真空泵的汽流流量比較大、流速比較高。而在真空泵進口的孔狀濾網板前，還附有一層80目的不銹鋼鋼絲濾布，由于濾布的網孔很小，對流經該濾網的汽流產生了較大的阻力，使濾網前后產生了較大的壓差。真空泵進口管道真空分布曲線如圖3所示。

圖3 真空泵進口管道真空分布

當凝汽器開始抽真空后，汽輪機的軸封汽也開始投入，部分疏水或熱水、熱汽也開始進入凝汽器內，凝汽器內的溫度從真空泵啟動初期的5℃，逐漸上升到35℃左右。然而，由于當時環境溫度很低，從凝汽器至真空泵的管道外壁溫度只有約2℃。因此，從凝汽器內抽出的混合汽，在經過溫度較低的管道時，部分水蒸汽會冷凝成水滴，大部分水滴又隨著汽流向真空泵流動。在經過真空泵進口濾網時，部分水滴粘附在濾網和濾布的表面，進一步加大了濾網的阻力。

由于2臺水環式真空泵本體部分的工作情況是正常的，真空泵進口能產生很高的真空度。冬季工況下，1號機組2臺水環式真空泵進口的真空值約為98.8 kPa。而真空泵啟動運行后，泵體及泵進口部位的溫度會迅速升高。冬季工況下真空泵運行半小時后，真空泵的泵體溫度就可達到30℃左右。而98.8 kPa真空下水的飽和溫度（如表1所示為8.6℃），在相應真空下高于飽和溫度的水就會蒸發成水蒸汽。因此，由于真空泵進口濾網前后存在較大壓差，使水在濾網前后呈現2種狀態。在濾網前的水呈不飽和狀態，而濾網后的水呈飽和或過熱狀態。而且，在濾網前后的壓差及抽汽汽流帶動等因素共同作用下，不斷有水滴從不飽和水區域被帶到飽和水或過熱蒸汽區域。同時，不斷有水從液態變為氣態，而發生這種變化最劇烈的地方就是真空泵進口濾網處。

表1 水蒸汽飽和溫度壓力對照

由于當時廠房內的環境溫度很低，只有2℃，真空泵進口濾網處管壁的原始溫度與環境溫度相當。當濾網上的水從液態變為氣態時，需要吸收大量的氣化潛熱。因此，在濾網上的水滴或水膜不斷變成水蒸汽的過程中，濾網及其周邊的管壁溫度被不斷地降低，局部區域的溫度降至0℃以下（外管壁上測得的最低溫度為-8℃）。由于在真空泵工作范圍內，真空泵進口處的水的結晶溫度約為0℃。因此，當濾網及其周邊的管壁溫度低于冰點溫度時，粘附在濾網和濾布上的一部分水滴就變成了冰。

隨著水滴持續地在濾網周圍冷卻并結成冰決，濾網處的流通面積不斷減小，汽流通過濾網的阻力不斷增大，從而造成惡性循環，使凝汽器真空值不能進一步提升。

當濾網上的結冰情況越來越嚴重，濾網的通流面積越來越小時，凝汽器真空快速下降。

4 處理情況及效果

不銹鋼濾布是基建時為防止異物進入真空泵而裝設的。濱海熱電廠1號、2號機組分別于2011年6月和10月投產，本次為2臺機組首次在寒冬季節啟動，因此，真空泵進口濾網對機組啟動的影響，以前并未暴露。

考慮到真空系統異物進入真空泵的可能性較小，鋼絲網濾布已經沒有繼續裝設的必要。除去鋼絲濾布、取出真空泵進口管段內的冰塊后，裝復孔狀濾網板。

1月8日10∶07啟動1臺真空泵進行抽真空，11∶00 1號機凝汽器真空91.3 kPa。在隨后進行的汽輪機組沖轉、帶負荷過程中，凝汽器真空維持在95.0 kPa以上，機組及真空系統運行正常。

5 結語

影響凝汽器真空的原因有很多，濱海熱電廠1號機組啟動過程中真空低的主要是由低溫環境與真空泵進口不銹鋼濾布阻力較大等綜合因素引起的。在查明原因、消除隱患后，保證了機組的順利啟動和正常運行。

（本文編輯：徐晗）

下期要目

●浙江電網變電設備在線監測裝置的問題分析及應用

●高壓電纜狀態監測技術在杭州地區的應用

●500 kV智能變電站擴建繼電保護投入方案

●大型核電機組接入電網的穩定性研究

●基于EPON通信網絡配網保護與控制方案的實踐

●寧波電網抗冰災的啟示及反思

●基于總體協調滿意度的水火電力系統多目標短期優化

●基于本地緩存技術的電網GIS性能優化方法研究

●500 kV架空地線金具發熱的分析與對策

●220 kV同塔四回線路帶電作業經驗探討

Cause Analysis on Low Vacuum during Startup of 300 MW Units

XU Xin guo
（Zhejiang Zheneng Shaoxing Binhai Thermal Power Company Limited，Shaoxing Zhejiang 312073，China）

Units 1#of Zheneng Shaoxing Binhai Thermal Power Company Limited had to be shut down due to low vacuum during startup after grade A overhaul.Through examination and analysis，the causes for low vacuum are detected，and pertinent measures are taken.Therefore，normal startup，safety and economical operation of units are guaranteed.

startup process；condenser；low vacuum；cause analysis；icing

TK267

：B

：1007-1881（2013）10-0041-03

2013-05-14

徐新果（1975-），男，浙江永康人，助理工程師，主要從事發電廠運行管理工作。