火電廠600MW機(jī)組汽輪機(jī)真空高的原因分析及防范措施

陳琦

【摘 要】凝汽器真空度對凝汽式汽輪機(jī)組運(yùn)行安全性和熱經(jīng)濟(jì)性有很大影響。在運(yùn)行中，凝汽器工作狀態(tài)惡化將直接引起汽輪機(jī)熱耗、汽耗增大和出力降低。另外，真空下降使汽輪機(jī)排汽缸溫度升高，引起汽機(jī)軸承中心偏移，嚴(yán)重時(shí)還引起汽輪機(jī)組振動。為保證機(jī)組出力不變，真空降低時(shí)會增加蒸汽流量，這樣導(dǎo)致了軸向推力增大，使推力軸承過負(fù)荷，影響機(jī)組安全運(yùn)行。因此，對造成汽輪機(jī)組真空高的原因進(jìn)行分析并采取預(yù)防措施十分必要。

【關(guān)鍵詞】火電廠600MW機(jī)組；汽輪機(jī)；真空高；原因；防范措施

為保持凝汽系統(tǒng)中蒸汽凝結(jié)時(shí)建立的真空和良好的換熱效果，由抽氣器將漏入空氣冷卻器系統(tǒng)的空氣（包括未凝蒸汽）不斷抽出，汽輪機(jī)配置有起動抽氣器和雙聯(lián)兩級抽氣器，在起動抽氣器的排空管路上裝有消音器以降低噪聲。抽氣器均是射汽抽氣式，以輔助蒸汽作汽源。為防止汽缸前汽封處高溫蒸汽漏入軸承箱造成軸承溫度升高及潤滑油中帶水；防止后汽封處空氣漏入排缸而使真空惡化，汽輪機(jī)采用了封閉式汽封系統(tǒng)，主要由氣動汽封壓力調(diào)節(jié)器以及管道、閥門等組成，正常運(yùn)行時(shí)封汽壓力0.108Mpa。大修后汽輪機(jī)真空降低，嚴(yán)重影響機(jī)組的帶負(fù)荷能力，影響機(jī)組的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行及全廠的安全生產(chǎn)。針對以上情況，組織有關(guān)人員對上述問題進(jìn)行調(diào)研、分析，得出真空高的原因并進(jìn)行了處理。

1 真空高原因分析

1.1 機(jī)組真空系統(tǒng)空氣滲漏

空氣通過兩個(gè)渠道漏入凝汽器：一是通過機(jī)組真空系統(tǒng)的不嚴(yán)密處漏入，另一個(gè)是隨同蒸汽一起進(jìn)入凝汽器。由于鍋爐給水經(jīng)過多重除氧，所以后者數(shù)量不多，約占從凝汽器抽空氣總量的百分之幾。因此，抽出的空氣主要是通過機(jī)組負(fù)壓狀態(tài)部件的不嚴(yán)密處漏入，如：凝汽器壁、低壓缸及軸封套結(jié)合面、接入凝汽器喉部的排氣管道（抽氣器空氣管、冷凝液泵、疏水膨脹箱等至凝汽器的空氣管及疏水管）、汽缸軸封、高中壓汽加熱系統(tǒng)等。這些都會使空氣大量漏入凝汽器，將造成凝汽器傳熱惡化，使抽氣系統(tǒng)過載，凝結(jié)水過冷度及含氧量急劇增加，破壞凝汽器真空度，使凝汽器設(shè)備無法正常工作。

1.2 循環(huán)冷卻水進(jìn)水溫度高

1）運(yùn)行中由于冷卻水水溫升高，真空惡化。另外，由于環(huán)境溫度高或空氣濕度大使冷卻塔循環(huán)水溫降減少，造成凝汽器循環(huán)水進(jìn)水溫度升高，也可使真空惡化。

2）循環(huán)冷卻水量不足。當(dāng)循環(huán)冷卻水量低于設(shè)計(jì)值時(shí)，會使排汽壓力升高，凝汽器排汽溫度隨之升高，汽輪機(jī)真空降低。

3）凝汽器兩側(cè)通水量分配不均。在運(yùn)行中有時(shí)凝結(jié)器兩側(cè)循環(huán)水溫升不一樣，有時(shí)差別較大，達(dá)到4～10℃。如果水側(cè)頂部有空氣聚集，系統(tǒng)阻力較大可能會使兩側(cè)水量分配不均，減少循環(huán)冷卻水量。另外，由于凝結(jié)器銅管結(jié)垢，被污泥、雜物等堵塞，或因銅管泄露被人為堵塞，使流通面積減小，都會減少循環(huán)水通水量，造成汽輪機(jī)真空下降。

1.3 凝汽器傳熱端差較大

循環(huán)水中的污泥、微生物和溶于水中的碳酸鹽析出附在凝結(jié)器銅管水側(cè)產(chǎn)生水垢，形成很大的熱阻，使傳過同樣熱量時(shí)傳熱端差增大，凝汽器排汽溫度升高，真空下降。端差是反映凝汽器熱交換狀況的指標(biāo)，相同條件下，端差增大，說明凝汽器汽側(cè)存了較多空氣，防礙了傳熱管的熱水交換，更主要說明凝汽器傳熱管內(nèi)側(cè)表面臟污，造成熱交換性能差。

1.4 由于抽氣管道水平段中有時(shí)產(chǎn)生積水，使不凝性氣體流通面積減小，凝汽器內(nèi)的空氣不能被充分抽走，造成空氣積累；或者真空系統(tǒng)的嚴(yán)密性差或低壓缸軸封供汽壓力低，使空氣漏入凝結(jié)器內(nèi)，造成凝結(jié)器汽側(cè)積空氣。這不僅使傳熱惡化也使空氣分壓力增大，排汽壓力升高，真空下降，同時(shí)，由于空氣分壓力增大，增大了氧在凝結(jié)水中的溶解度，使凝結(jié)水含氧量增大，加劇了對低壓管道和低壓加熱器的腐蝕。

1.5 抽氣器能力不足

1）抽氣器工作水壓力低、水量不足或增加過多，反映到抽氣器抽吸能力的下降，引起凝汽器真空的降低。

2）對于采用閉式循環(huán)射水抽氣器來維持真空的機(jī)組，由于工作水不斷被抽氣管和軸封冷卻器來的殘余蒸汽所加熱，使工作水溫不斷升高，對應(yīng)的飽和壓力升高，這樣當(dāng)工作水流經(jīng)抽氣器噴嘴后有可能產(chǎn)生汽化，使抽氣器噴嘴后的壓力升高，攜帶空氣的能力下降致使汽輪機(jī)真空下降。

2 改善機(jī)組真空的措施

2.1 保證循環(huán)水量

在冬季、初春季節(jié)，循環(huán)水入口水溫較低，單臺循環(huán)泵運(yùn)行，可以使凝結(jié)器維持在經(jīng)濟(jì)真空運(yùn)行狀態(tài)。隨著循環(huán)水入口水溫升高，當(dāng)水溫時(shí)，確保循環(huán)水壓力0.3-0.5MPa和保證機(jī)組的循環(huán)水量8030t/h。

2.2 減少系統(tǒng)阻力使兩側(cè)凝結(jié)器配水均勻定期對循環(huán)水系統(tǒng)的濾網(wǎng)，篦子進(jìn)行清理；凝結(jié)器銅管清潔無垢；凝結(jié)器水側(cè)排空氣門稍開，使積存的空氣不斷排出，減小系統(tǒng)阻力。發(fā)現(xiàn)兩側(cè)出水溫差較大時(shí)應(yīng)查明原因及時(shí)處理。

2.3 降低傳熱端差

保持凝結(jié)器銅管清潔無垢，運(yùn)行中要保持循環(huán)水清潔，無雜物、綠苔、浮游生物等。嚴(yán)格控制循環(huán)水濃縮倍率和極限碳酸鹽硬度不超標(biāo)，控制指標(biāo)增大時(shí)應(yīng)進(jìn)行排污，利用停塔機(jī)會對水塔進(jìn)行清淤排污，保持膠球清洗裝置運(yùn)行正常，膠球質(zhì)量合格，并利用大、小修機(jī)會對凝結(jié)器銅管進(jìn)行高壓射流清洗或酸洗。

2.4 真空系統(tǒng)嚴(yán)密性合格

按規(guī)程規(guī)定進(jìn)行真空嚴(yán)密性試驗(yàn)，如真空系統(tǒng)嚴(yán)密性試驗(yàn)不合格，應(yīng)采用氦質(zhì)譜檢漏、灌水等方法認(rèn)真做好真空系統(tǒng)查漏工作，同時(shí)對凝汽器進(jìn)、出口水溫、端差、真空、過冷度等運(yùn)行參數(shù)的綜合分析，找出影響機(jī)組真空的主要原因，制定處理措施。

2.5 抽氣器工作正常

對于射水抽氣器，平時(shí)要加強(qiáng)監(jiān)視工作水溫度的變化，定期或連續(xù)補(bǔ)充冷水，溢出高溫水，防止工作水溫度過分升高。合理布置出水口的位置，保證射水泵工作正常，對抽氣器工作水壓力和流量進(jìn)行合理控制，以維持正常的抽吸能力。

2.6 減少影響真空的空氣泄漏，加強(qiáng)運(yùn)行監(jiān)視，避免因調(diào)整不當(dāng)造成的空氣泄漏；完善、優(yōu)化可能引起空氣泄漏的系統(tǒng)和設(shè)備。

3 結(jié)束語

引起汽輪機(jī)真空高的原因是個(gè)綜合性的問題，它與運(yùn)行維護(hù)和檢修質(zhì)量密切相關(guān)。提高汽輪機(jī)的真空度關(guān)系著機(jī)組的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，而且對提高全廠的經(jīng)濟(jì)效益有著現(xiàn)實(shí)意義。

參考文獻(xiàn)：

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（作者單位：國電建投內(nèi)蒙古能源有限公司）