查找凝汽器真空值偏低原因的實踐與思考

周雪元,張德忠

（浙江浙能長興發電有限公司,浙江 長興 313100）

1 凝汽器的功能

凝汽器的主要功能是在汽輪機的排汽部分建立低背壓，使蒸汽能最大限度地做功，然后冷卻下來變成凝結水，并予以回收。凝汽器的這種功能由真空抽氣系統和循環冷卻水系統給予配合和保證，真空抽氣系統的正常工作，將漏入凝汽器的氣體不斷抽出，循環冷卻水系統的正常工作，確保了進入凝汽器的蒸汽能夠及時地凝結變成凝結水，體積大大縮小既能將水回收，又保證了排汽部分的高真空。

2 凝汽器真空降低對機組的影響

凝汽器真空降低對機組的影響主要表現為以下幾個方面：其一是當汽機的排汽壓力、溫度升高，蒸汽在凝汽器中的冷源損失增大，機組效率下降；其二是真空降低，要維持機組負荷不變，需增加蒸汽流量，引起末級葉片可能過負荷；其三是凝汽器真空下降較大而排汽溫度上升較高時，將使排汽缸及低壓軸承座等部件受熱膨脹，引起機組中心偏移，可能發生振動；其四是由于排汽溫度升高，可能引起凝汽器冷卻水管脹口松動，破壞凝汽器冷卻水管嚴密性。

3 某廠#1、#2機組真空值比對（2013年1月部分日平均數據及9日上午8:40分數據）

上述表格數據顯示在日均負荷較低的情況下（1月1日—8日），#1機組較#2機組真空值偏低0.4kPa。而在個別高負荷情況下，例如1月9日8:40，#1#2機組負荷均為300MW滿負荷運行，#1機組比#2機組真空偏低達到0.9kPa。這個現象引起了工作人員的高度重視。

4 影響凝汽器真空的主要因素：

機組運行中凝汽器真空緩慢下降的原因分析：

4.1 真空系統不嚴密

該故障通常表現為汽輪機同一負荷下的真空值比正常時低，并穩定在某一真空值，隨著負荷的升高凝汽器真空反而升高。真空系統嚴密程度與泄漏程度可以通過定期真空系統嚴密性試驗進行檢驗。若確認真空系統不嚴密，則要仔細找出泄漏處，可用蠟燭或專用的檢漏儀器檢測，并及時消除。

4.2 凝汽器水位高

凝汽器水位升高往往是因為凝結水泵運行不正常或水泵有故障，使水泵負荷下降所致。必要時啟動備用水泵，將故障泵停下進行檢修。若檢查出凝結水硬度大或加熱器水位高，可以判斷凝汽器或加熱器銅管破裂導致凝汽器水位升高。此外凝結水再循環門也能造成凝汽器水位高，應多方面綜合考慮。

4.3 循環水量不足

相同負荷下(指排汽量相同)，若凝汽器循環水出口溫度上升，即進出口溫差增大，說明凝汽器循環水量不足，應檢查循環水泵工作有無異狀，檢查循環水泵出口壓力、凝汽器水室入口水壓和循環水進口水位，檢查進口濾網有無堵塞。

4.4 凝汽器換熱性能

凝汽器換熱管熱阻包括汽側熱阻和水側熱阻兩個因素，熱阻增大致使汽水熱交換效率降低，端差增大，凝汽器真空降低。

5 排查1#機組凝汽器真空值偏低的主要原因

工作人員采用了排除法查找#1機組真空緩慢下降原因。

（1）真空系統不嚴密：近兩個月內每月進行真空嚴密性試驗，試驗數據表明真空下降<0.2kPa/min,良好；排除。

（2）凝汽器水位高：校對就地磁翻板水位計和CRT水位計，水位正常，且凝結水質合格，凝汽器銅管亦未泄漏；排除。

（3）循環水量不足：該廠#1、#2機循環泵出口聯絡閥打開，循環水系統共用，循環水泵進口水位正常，檢查進口濾網亦無堵塞現象，循環水泵工作正常，#1、#2凝汽器水室進出口水壓基本一致；排除。

（4）真空泵工作不正常或效率降低。運行真空泵運行電流200A，正常，切換至備用真空泵后電流相同，且真空未得到改善；排除。

（5） 在排除了上述四個主要可能因素后，工作人員最后鎖定了凝汽器換熱管熱阻這一要因，凝汽器換熱管熱阻大，會導致致使汽水熱交換效率降低，端差增大，凝汽器真空降低。汽輪機凝汽器真空的物理定義為當地大氣壓減去凝汽器排汽壓力，即為凝汽器真空值，而凝汽器排汽壓力是根據凝汽器排汽溫度來確定的。若凝汽器循環水入口水溫為 ，出口水溫為 ，凝汽器傳熱端差為 ，則排汽溫度如式(1)所示：

在收集凝汽器端差數據過程中，工作人員發現一個值得注意的現象：#1機凝汽器A/B側端差不一致，A側循環水出水溫度高于B側。1月9日8:30兩側偏差達到5℃，A側端差為6℃符合設計要求, B側為11℃遠大于設計值。因為凝汽器汽側部分A/B兩側相連通，而A側端差正常，所以凝汽器換熱銅管的汽側換熱熱阻大（凝汽器換熱銅管氣側積有不凝結氣體等原因）引起真空偏低的原因可以基本排除。由此，工作人員最后將#1機凝汽器真空低的原因鎖定在B側凝汽器銅管水側換熱熱阻上，即B側銅管臟污。

2013年1 月9 日工作人員對凝汽器#B側膠球清洗裝置進行了仔細檢查、分析，發現該裝置雖然處于運行狀態，實際參與清洗球量稀少。經了解該裝置裝球室一底部放水閥故障，不能正常放水，膠球浮于裝球室水面，因此日常膠球清洗工作中沒有正常收球以及正常投放新膠球，由于該缺陷需待機處理，相關工作人員未加以重視，且未對該缺陷持續跟蹤，導致缺陷存在兩個月未得到及時處理。12:40，工作人員對該裝置缺陷進行了臨時處理，加裝了臨時放水閥，投放新膠球600只加強凝汽器銅管清洗。B側端差逐漸好轉，最終#1機凝汽器真空提高了1.2kPa。

6 關于凝汽器真空的幾點思考

（1）發電廠應建立凝汽器設備運行參數檔案，用以紀錄歷年不同環境溫度、不同負荷條件下的真空值，便于比對分析當前工況下真空值是否正常；

（2）要高度重視膠球清洗裝置運行狀態的檢查以及設備缺陷的消除工作，避免凝汽器長時間得不到清洗。

AB兩側，因此在對凝汽器端差分析時不能用兩側出水平均溫度簡單加以分析，而要對AB兩側單獨分析計算，這一點在相關教科書上并未提及。