汽輪機組真空嚴密性分析及治理思路

陳麗梅

（山西電力職業技術學院，山西 太原030021）

1 汽輪機組真空系統概述

汽輪機組的真空系統主要是由抽真空系統和密閉蒸汽系統2部分組成，利用凝汽器將蒸汽轉化為汽輪機組運作的能源，當汽輪機組不處在工作狀態的時候，抽真空系統內部產生的真空確定了凝汽器中的真空；而當汽輪機組進入工作狀態之后，抽真空系統主要負責調節汽輪機內部的空氣，起防止空氣流入的作用，此時凝汽器當中的真空由內部蒸汽和循環冷卻水兩者的相互作用決定，蒸汽和循環冷卻水之間的熱轉換又由水溫、水量以及凝汽器換熱面積決定。由汽輪機組的組成結構和各部件的運作性質可以看出，要想使凝汽器內部真空穩定，就需要保證凝汽器換熱面積以及循環水水量和溫度符合標準，另一方面還要確保抽真空系統的運作順利。

2 真空系統泄漏原因以及危害

2.1 真空系統泄漏原因

了解真空系統泄漏原因需要先分析汽輪機組各部件的作用：冷凝器的功能主要是將汽輪機排放的高溫氣體轉化成水，在同等氣壓條件下，蒸汽的體積是水的3萬倍，所以在冷凝環節中，兩者體積的急劇變化導致凝汽器內部形成了一個真空空間，并且因為發電機中各部件都是互相連接的，所以凝汽器內部空氣結構的變化就易導致與其相連接的設備因為密閉性不好使外部空氣進入凝汽器，而如果沒有盡快排除這些外部空氣的話，將會使凝汽器內部壓力值上升，進而提高凝汽器內部排汽的焓值，從而使凝汽器在蒸汽循環方面的性能受到影響，造成能源浪費。根據相關調查，凝汽器內部壓力值和真空度成反比，并且真空度下降會導致熱能消耗加大、機組運行效率變低。另外，射水抽氣設備和真空泵的作用都是為了減少凝汽器中進入的外部空氣。

2.2 真空系統泄漏帶來的危害

真空達不到標準會使機組的運作效率大打折扣，造成資源的浪費。由于蒸汽循環是機組運行的基礎，而影響蒸汽循環的因素就是真空和氣壓情況，密閉工作不做好會導致真空環境混入空氣，如果要將這部分空氣排出去又必須要利用排氣設備進行排除，從而增加能源的消耗。而且這些排氣設備并不能完全保證將多余的空氣排除，這樣一來會導致機組內部氣壓、溫度發生改變，從而降低機組工作效率、增加能耗，也為機組運行埋下了安全隱患。其危害還表現在增加了工廠的水電成本，利用真空泵和射水抽氣設備抽取機組內部空氣間接地增加了火電廠對水、電的需求量，長此以往會影響火電廠整體的經濟效益。凝汽器內部進入空氣，也會使低壓設備遭受氧化的損壞。以上所說的一系列危害都是因為機組真空環境受到破壞，若可以保證真空環境的穩定，那么排氣壓力就會下降，循環水對熱量的影響就會降低，即可保證內部熱量充足，從而降低能源消耗，提高火電廠整體效益。

3 汽輪機組真空嚴密性差的治理思路

3.1 查漏與治理

首先，真空系統涉及一系列的設備，并且其間連接點繁多，如果真空系統出現輕微泄漏的情況也很難發現。以前的檢測方法是用火焰，但此項工藝較為復雜，操作不便，因此在對機組進行例行檢查的時候，普遍是利用真空系統高位灌水的方式檢測機組是否存在泄漏，需要注意的是，查漏工作要在機組停止運作之后進行，并且設備表面金屬溫度應處于150℃以下，在循環泵、凝水泵停止運作之前，要保證低壓缸排汽溫度在50℃以下。注入凝汽器的水位不要超過汽封洼窩，處于低壓軸下100mm為佳，并且在灌水查漏之前架設一根水管用來嚴密監控水位的變動情況，在查漏前要保證向凝汽器注水的管道通暢，而在查漏過程中需要關閉抽氣管道、汽缸本體以及其他注水管道，以避免水溫差異過大造成機組不穩定。在不影響機組正常啟動的基礎上，認真進行檢查，發現問題要進行分析處理，最大程度保證機組的密閉性，這是防止機組真空泄漏的最基本也是最有效的方法。

其次，除了以上的基本檢修外，還要加強設備工作中的技術監管，規范各項操作，真空系統密閉性存在漏洞還與實際運行的狀態相關。結合以往的工作經驗可以得知，在機組運行狀態下，真空系統容易出現泄漏等問題。軸封加熱器在機組工作中常常影響真空的密閉性，由于軸封加熱器在向凝汽器注水的過程中會出現無水情況，這樣就使得凝汽器通過連接管道與空氣接觸，導致內部真空不穩定。為了防止這種情況出現，應該在機組工作時保證軸封加熱器內存有一定水位。目前普遍使用的是軸封自平衡密封系統，使用冷再熱蒸汽、主蒸汽以及高壓輔汽3種方式對軸封母管進行輸汽，達到70%額定負荷的時候，可以完成高、中壓缸自封閉，漏汽可作低壓軸密封使用，從而保證整個軸封系統的密封性達到標準。這種密封方式供汽壓力較低，軸封壓力調節裝置受熱工自動調整影響，自動化水平容易下降，需要操作人員不斷地調控，這不僅增加了工作量，而且軸封間縫隙存在差別，在供汽壓力相同的情況下有的容易發生泄漏，有的又不會泄漏，各部件的軸封壓力沒有統一的標準。針對這種情況，可以安設調控手動門，穩定軸封供汽母管的壓力，之后手動調節低壓軸封供汽管道的供汽量并且鎖定，后續僅需調整母管壓力，這樣可以有效解決軸封壓力帶來的操作不便問題。

然后，汽封二漏汽壓過低也會影響真空系統的穩定，目前采取的治理方式是在二漏管道上加裝閥門和壓力表，使操作人員更為科學合理地調控汽壓。

最后，需要淘汰存在問題的測量表，以規避凝汽器壓力表和軸封供汽壓力表在汽壓測量中的錯誤，這樣才能為操作人員提供真實的數據，也便于人工調控。

總結以上幾點可以看出，真空系統涉及的知識結構復雜，需要從技術、管理上統一調控，加強后期檢查，貫徹落實治理方針，有問題需向相關部門反映。

3.2 技改措施

首先，需要改善凝汽器補水系統。補水系統涉及的項目較多，由于管道容水量有限，因此常發生水量補充不足的情況，甚至會造成水泵跳閘，間接影響了機組真空的嚴密性，這就需要增加管道的容水量，并且優化供水設備。

然后，需對低壓加熱器進行改進。加熱器如果發生泄漏，將會影響抽真空系統，對機組內真空帶來不良影響，因此應該適當減少直接與真空系統連接的防水門，并取消放空氣門。

最后，加固真空系統管道，加強其密閉性。涉及真空系統的管道和閥門都要定期檢查、檢修，要盡早發現問題，最快速度處理。焊接工作需要高度集中注意力，并且焊接人員要考慮各閥門的不同使用功效有針對性地進行焊接，以確保施工流程滿足閥門未來的使用性能要求。

4 結語

綜上所述，汽輪機組真空嚴密性治理工作難度較大，需要技術人員不斷地積累操作經驗，從檢查到治理都需要保持高度的責任心，還要考慮到設備改造后所造成的連帶反應，學會尋找問題的源頭，并合理解決。

［1］張爽.淺析汽輪機真空嚴密性差的成因及解決方法［J］.中國新技術新產品，2013（8）

［2］李少偉，呂會廣，黃鋒衛.空冷器在汽輪機乏汽冷卻中應用分析［J］.山東化工，2013（9）