汽輪機真空度下降原因分析及對策

程乾遠

（中國石油化工股份有限公司洛陽分公司，河南洛陽 471012）

汽輪機真空度下降原因分析及對策

程乾遠

（中國石油化工股份有限公司洛陽分公司，河南洛陽 471012）

洛陽石化PTA裝置汽輪機真空度下降，影響機組發(fā)電效率。通過對真空系統(tǒng)檢查和分析，發(fā)現(xiàn)汽輪機凝汽器及下游蒸汽透平旁路冷卻器結(jié)垢嚴重是影響真空度的主要因素。通過對其進行酸洗，機組真空度由-52kPa提高至-86kPa，汽輪機運行效率達到額定值，取得良好效果。

汽輪機；冷凝器；真空度

洛陽石化PTA裝置采用美國BP-AMOCO公司工藝專利。PTA氧化反應產(chǎn)生的熱量用于自產(chǎn)210kPa蒸汽，利用蒸汽輪機發(fā)電，汽輪機由MHI NAGASAKI制造，型號為L-10。2012年以來，在機組負荷不變的情況下，真空度逐漸下降，最低降至-52kPa，遠低于正常值-87kPa。實驗證明，如機組真空下降1%，機組熱耗將要上升0.6%～1.0%。所以，真空水平對汽輪發(fā)電機組的經(jīng)濟性有著直接影響。

1 流程簡介

圖1 汽輪機流程圖

PTA裝置自產(chǎn)210kPa蒸汽驅(qū)動汽輪機做功，做功后排出的乏汽離開低壓缸之后進入凝汽器殼側(cè)，凝汽器管內(nèi)通入循環(huán)水作為冷卻介質(zhì)，將排汽凝結(jié)成水。由于蒸汽凝結(jié)成水時，體積驟然縮小，這就在凝汽器內(nèi)形成高度真空。為保持所形成的真空，則需用抽氣器將漏入凝汽器內(nèi)的空氣不斷抽出，以免不凝結(jié)空氣在凝汽器內(nèi)逐漸積累，使凝汽器內(nèi)壓力升高［1］，抽氣器設計入口蒸汽壓力為1.0MPa蒸汽，抽氣器冷卻器采用復水泵來凝結(jié)水冷

2 原因分析

從流程上看，影響真空度的凝氣設備主要由凝汽器、凝結(jié)水泵、抽氣器，汽封系統(tǒng)四部分組成。本文根據(jù)該機組實際運行情況，僅從真空系統(tǒng)嚴密性、復水泵工況、凝汽器抽氣系統(tǒng)、凝汽器換熱效率幾方面進行重點分析。

2.1 真空系統(tǒng)嚴密性

根據(jù)實際調(diào)整經(jīng)驗對容易導致外部空氣進入真空系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)進行檢查：①用蠟燭對各負壓管道法蘭、閥門、玻璃板液位計進行檢查，未發(fā)現(xiàn)泄露點；②日常巡檢汽封壓力在15kPa，閥位穩(wěn)定，證明真空系統(tǒng)嚴密性良好。

2.2 凝汽器復水泵工況

汽輪機組的復水泵采用一開一備運行方式，將凝汽器中的凝結(jié)水輸送出去，其出口壓力為0.5MPa，如果泵運行的效果差，凝汽器汽側(cè)空間水位升高后，淹沒了下邊一部分銅管，減少了凝汽器的冷卻面積，使汽輪機排汽壓力升高即真空降低［2］。從現(xiàn)場觀察，泵的出口壓力穩(wěn)定，凝汽器液位顯示也正常，該設備運行正常。

2.3 凝汽器抽氣器

從圖1可以看出，抽氣器冷凝器采用兩組串聯(lián)，殼內(nèi)縱向擋板隔開，管程走汽輪機冷凝液，殼程為汽輪機凝汽器冷凝后的氣相，如果冷凝器效果不好，必然會使汽輪機凝汽器中的不凝氣積存，影響真空度。另外，由于該冷凝器采用汽輪機冷凝液作為冷卻介質(zhì)，當真空度不好時，汽輪機冷凝液溫度上升，使得抽氣器冷凝器冷凝量下降，真空度下降，進一步造成汽輪機冷凝液溫度上升，形成惡性循環(huán)。為此，2014年檢修時對抽氣器冷凝器系統(tǒng)流程進行改造，冷凝器采用循環(huán)水代替汽輪機冷凝液作為冷卻介質(zhì)，循環(huán)水溫度為28℃，比冷凝液溫度低15℃左右，而且水溫相對穩(wěn)定。開機前抽出凝汽器內(nèi)的空氣，建立啟動真空達到正常值-87kPa。然而，隨著機組負荷提高發(fā)現(xiàn)真空度仍出現(xiàn)下降，和改造前并沒有明顯改善，僅僅為-58kPa，說明汽輪機抽氣器并非影響真空度的主要因素。

2.4 凝汽器效率

汽輪機凝汽器采用循環(huán)水廠的循環(huán)水冷卻，為了降低循環(huán)水使用量，將汽輪機凝汽器冷卻循環(huán)水回水和下游的210KPa蒸汽透平旁路冷卻器循環(huán)水串級使用，通過對循環(huán)水流量計在線監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)凝汽器循環(huán)水流量僅為2 060t/h，而設計值3 000t/h，說明汽輪機凝汽器或蒸汽透平旁路冷卻器結(jié)垢堵塞嚴重。凝汽器內(nèi)銅管臟污結(jié)垢將影響凝汽器的熱交換，使凝汽器端差增大，排汽溫度上升，此時凝汽器內(nèi)水阻增大，冷卻通流量減小，冷卻水出入口溫差也隨之增加，造成真空下降。另外，蒸汽透平旁路冷卻器結(jié)垢或堵塞，會限制汽輪機凝汽器冷卻循環(huán)水量，也會影響真空度。

3 處理措施

2015年10月檢修，對汽輪機凝汽器和蒸汽透平旁路冷卻器進行酸洗，拆下凝汽器換熱器兩端封頭，發(fā)現(xiàn)凝汽器管板上遮蓋許多塑料薄膜（循環(huán)水廠加劑時，不慎將塑料袋帶入水中），導致有些管程循環(huán)水無法進入，嚴重減少了凝汽器有效換熱面積。

另外，通過靜壓試漏，發(fā)現(xiàn)凝汽器有3根管子破裂，凝汽器銅管泄漏，將使硬度很高的冷卻水進入凝汽器汽側(cè)，導致真空度下降。為了保證機組的安全運行，對這些管子進行堵漏處理。

4 處理效果

對汽輪機凝汽器和蒸汽透平旁路冷卻器進行酸洗，有效清除結(jié)垢及雜物，提高汽輪機凝汽器換熱效果，循環(huán)水進出口溫差由原來的12℃增加至15℃，循環(huán)水流量由原來2 060t/h上升到3 400t/h，汽輪機排汽壓力降至-86kPa，汽輪機運行效率達到額定值，取得良好的效果。

［1］周勝偉.汽輪機真空度不足的原因分析及預防措施［J］.中小企業(yè)管理與科技，2011（1）：288.

［2］劉邦泉.直接空冷機組的真空嚴密性試驗方法及標準［J］.華北電力技術，2004（5）：10-11.

Cause Analysis and Countermeasures of the Vacuum Drop of Steam Turbine

Cheng Qianyuan
（China Petroleum Chemical Co Luoyang branch company，Luoyang Henan 471012）

The vacuum of steam turbine of PTA unit in Luoyang petrochemical plant is declining,which affects the ef?ficiency of generating units.Through the inspection and analysis of the vacuum system,it was found that the scale of the condenser and the downstream steam turbine bypass cooler was the main factor affecting the vacuum degree. Through pickling,the vacuum degree of the unit was increased from-52kPa to-86kPa,the operating efficiency of the steam turbine reached the rated value,and good results were achieved.

steam turbine；condenser；vacuum degree

TK267

A

1003-5168（2016）12-0098-02

2016-11-10

程乾遠（1970-），男，本科，工程師，研究方向：設備管理。