天鐵公司汽輪機真空度降低的原因分析

孫鵬程

（天津天鐵冶金集團有限公司動力廠，河北056404）

0 引言

汽輪機是一種將蒸汽的熱能轉化為轉子轉動機械能的驅動設備，在實際生產、生活中有著極其廣泛的應用，是工業生產過程中能量轉換的關鍵。在電力生產、冶金制造、化工生產、大型船舶動力等方面，汽輪機被應用于驅動發電機、鼓風機、螺旋槳等動力機械，而這些汽輪機組又絕大部分都是凝汽式汽輪機。凝汽式汽輪機系統的組成較為復雜，主要包括主蒸汽系統、潤滑油系統、真空系統、給水回熱系統等，其中真空系統是凝汽式汽輪機的最關鍵的系統之一。本文就我廠在實際生產過程中，由于真空系統不嚴密導致真空下降的事例進行分析探討。

1 排氣缸防爆門破損漏氣導致汽輪機真空降低

我廠一臺汽輪鼓風機組，其中汽輪機是由上海汽輪機有限公司生產，型號為NE79/83/08，主蒸汽參數壓力為3.43 MPa，溫度435 ℃的中壓凝汽式汽輪機。由于之前進入冬天環保限產量，隨著對應的高爐休風停機4 個多月，之后因為高爐復產，準備開機給高爐送風。聯系自動化值班人員做開機實驗，各項參數指標均正常，輔助設備啟動也正常，運行值班人員隨即啟動盤車裝置，并且對調速系統、危急保安系統檢查正常，暖管，啟動凝汽系統抽真空，一切正常。當真空抽到-65 kPa，開始低真空沖動轉子，暖機，過臨界轉速，當轉速穩定在4 600 r/m時，凝汽器真空為-75 kPa，對比之前開機轉速對應真空數值，相對較低，故打開備用射水泵聯鎖（因備用射水泵聯鎖啟動值為真空低于-78 kPa），備用射水泵啟動正常，聯鎖好用，真空緩慢上漲，當真空抽到-78 kPa 時，真空停止上漲。真空無法抽上來：（1）首先懷疑是真空破壞門未完全關閉，于是運行值班人員用勾扳子緊了緊真空破壞門，發現真空破壞門已經關到位，且試驗未發現泄漏空氣，故排除真空破壞門不嚴的影響；（2）懷疑是熱水井水位過高造成熱水井滿水，進而影響抽真空，檢查電腦上顯示的熱水井水位正常，查看熱水井就地磁性浮子式液位計顯示數值作對比，無明顯差異，數值基本一致，故排除熱水井滿水的影響；（3）檢查軸封汽壓力，電腦顯示為0.025 MPa，壓力正常，同時檢查軸封加熱器，發現排大氣管微冒蒸汽，故證明軸封汽投入正常，排除軸封汽壓力不足或斷供而導致真空抽不上來的影響；（4）檢查兩臺射水泵，射水泵電機電流正常，射水泵出口壓力電腦與就地壓力表顯示基本一致，故排除射水泵故障的影響，且射水箱水溫正常，射水抽氣器在開機前清理過，故排除射水抽氣系統故障引起真空抽不上來的原因；（5）懷疑是循環水壓力不足、斷供導致的，故檢查兩臺循環水泵，循環水溫度、壓力就地表顯與電腦上數據一致，均為正常范圍內，此時排除循環水水量不足或循環水水溫過高而導致真空降低的原因；（6）懷疑凝汽器銅管破損，于是聯系化學化驗人員化驗凝結水質量，硬度正常、合格，而且多次化驗結果均合格，且凝汽器熱水井水位也沒有明顯變化，故排除凝汽器銅管破損是造成銅管漏水，從而影響凝汽器真空的原因。

綜合以上分析結果，排除以上會造成真空無法抽上來的原因，基本確定了真空系統不嚴密是產生原因，而開機之前做過注水試驗，凝汽系統的閥門、管道以及凝汽器和射水抽氣系統的管道、閥門以及抽氣器均為發現明顯漏點；且停機期間對凝汽器銅管進行過清洗，也排除了凝汽器銅管結垢對真空的影響。懷疑是汽輪機本體不嚴密而漏入空氣，導致真空無法抽上來，隨即檢查排汽缸上下汽缸接合面，未發現明顯漏入空氣的現象，此時意識到排汽缸的防爆門還未檢查，在檢查排汽缸防爆門時，發現有較為明顯的氣流聲，當用手按住防爆門上防爆膜時，氣流聲明顯變小，且計算機上顯示真空開始上漲，松開防爆膜真空開始下降，重復幾次試驗，最終確定了是排汽缸防爆門上防爆膜破損導致的真空無法抽上來。因為該汽輪機上防爆膜為石棉板材質，優點是密封效果較好且經濟實用，性價比高，但缺點是易老化、破損。而且該機組在入冬前停機、開春開機，溫度變化較大，更易加劇防爆膜老化，加大開裂的風險。隨后檢修人員立即更換同等規格的石棉板，并且保證整張石棉板完整，無破損老化，同時將防爆門法蘭結合面清理干凈，保證無殘留石棉板，無毛刺，且貫通法蘭溝槽，更換后，抽真空效果明顯，開機正常。

2 凝結水泵空氣門不嚴，導致真空急劇下降

我廠一臺額定功率12 MW 的汽輪發電機組，其汽輪機是上海汽輪機廠生產，型號為33-12-1，蒸汽參數為壓力3.43 MPa，溫度435 ℃的中壓汽輪機。其配備兩臺型號為4N6 的單級單吸懸臂式離心冷凝泵。在一次機組運行過程中，運行值班人員巡檢時發現1#凝結水泵3 瓦振動較大，且聲音發悶，于是倒2#凝結水泵運行，并聯系檢修，同時聯系電氣值班員切斷1#凝結水泵電源，檢修人員辦理操作票，在具備檢修條件后，檢修人員首先懷疑引起振動的原因是聯軸器彈性膠塊老化、失去彈性、破損造成的，于是打開聯軸器安全護罩，更換同型號的彈性膠塊后，聯系電氣值班員檢測電機絕緣，合格后為電機送電。運行值班人員在啟動1#凝結水泵后，傾聽內部聲音還是發悶，且測3 瓦振動無明顯降低。于是決定將1#凝結水泵解體，進一步檢查葉輪、軸承，觀察是否有破損需要更換，聯系運行值班員，關閉凝結水泵出入口門、空氣門、盤根密封水門和過瓦冷卻水門，同時通知電氣值班人員停電。在具備檢修條件后，對1#凝結水泵解體檢查，約20 min 后，檢修人員將1#凝結水泵的泵體與泵殼拆開，準備先檢查葉輪，這時，運行監盤人員發現機組真空開始下降，并且很快下降至-78 kPa，射水泵低真空聯鎖啟動，兩臺射水泵同時投入，以維持真空，同時甩負荷。真空急劇下降：（1）首先懷疑是循環水突然中斷，導致排汽無法充分冷卻，真空急劇下降，然而檢查循環水系統，并未發現任何故障，故排除此原因；（2）考慮可能是抽氣系統故障導致真空急劇下降，遂立即檢查射水泵是否故障失壓，射水抽氣系統是否突然破裂，檢查兩臺射水泵出入口壓力均正常，且射水抽氣系統為發現明顯破裂痕跡，故排除；（3）懷疑是軸封汽突然中斷導致的真空急劇下降如果軸封汽中斷，大量空氣將會從軸封漏入到排汽缸，空氣中大量不凝結氣體也會導致真空急劇下降，檢查軸封供汽壓力，計算機顯示數值與就地壓力表顯示基本一致，均在正常范圍內，故排除軸封汽斷供的影響；（4）熱水井滿水，凝結水泵故障，凝汽器銅管破損或者運行值班人員的誤操作，都會造成熱水井滿水，檢查現場熱水井磁性液位顯示計水位與計算機上水位顯示值一致，均在正常范圍內，聯系化學化驗人員檢驗水質合格，故排除因熱水井滿水而造成凝汽器真空急劇下降。排除以上能造成真空急劇下降的原因，最有可能的就是真空系統不嚴密，由于某種原因，造成突然大量漏氣，大量空氣進入凝汽器，進而造成機組真空急劇下降。此時，運行值班人員意識到極有可能是檢修1#凝結水泵造成的，急忙去關緊進口水門、空氣門，發現已關到位，而機組真空仍急劇下降致-65 kPa，由于接近-60 kPa 真空的停機值，且在1#凝結水泵解體前為發生真空急劇下降，故懷疑是空氣門關不嚴引起的，而在泵檢修前，泵內有凝結水注入，泵殼與泵體相對密封，故不會有大量空氣漏入，而此次停泵檢修時，泵解體，泵殼與泵體分離，空氣直接進入泵殼，并通過空氣門進入凝汽器，相當于凝汽器直接與大氣連通，導致真空急劇下降。隨后檢修人員迅速恢復1#凝結水泵，在真空降到停機點前，將1#凝結水泵安裝好，并送電做為備泵使用。真空也迅速上漲到正常范圍。檢修人員在下次停機時，處理1#凝結水泵，并更換空氣門。

綜上，機組在停運較長時間，開機前，應全面檢查真空系統的嚴密性，并做嚴密性實驗，或者用專用的檢漏儀器檢查，同時加強對后汽缸防爆膜這些容易的部位著重檢查，并及時消除漏點，確保真空系統的嚴密性。在凝結水泵檢修時，一定要確保在剛停運的泵內真空值降為“0”，即確定管道、閥門嚴密后，才能檢修，否則立即停止檢修作業，尋找原因。

3 結束語

本文對我廠在實際生產過程中遇到的由于真空系統不嚴密而導致的真空急劇下降進行了分析和總結。真空系統的嚴密性不僅影響汽輪機的效率和出力大小，更加關乎到整個汽輪發電機組的安全穩定運行。在今后的汽輪機運行與檢修中，應該加強人員技術培訓，提高人員技術水平，才能及時發現真空降低的原因，節約時間，減少浪費，保障機組安全。