小型汽輪機組排汽壓力高原因分析與處理

霍天軍

摘要：為了提高汽輪機組運行安全性，降低生產成本，結合多年運行經驗，理清排汽壓力高產生的原因，并制定了針對性措施。措施實施后，取得了良好的效果，為解決汽輪機組排汽壓力高問題提供了思路。

關鍵詞：排汽壓力;真空;汽輪機

汽輪機組排汽壓力對汽輪機組運行的經濟性、安全性都有很大影響。很多小型汽輪機組都存在排汽壓力高的問題，究其原因，主要是由于設備缺陷和運行管理經驗不足。為了提高汽輪機組運行安全性，降低生產成本，結合多年運行經驗，從凝汽器的運行狀態、抽氣器的工作狀態、真空系統等三個方面入手進行分析，理清排汽壓力高產生的原因，總結出小型汽輪機組排汽壓力高的綜合解決方案。

一、汽輪機組排汽壓力高原因分析與處理

造成汽輪機排汽壓力高的原因包括凝汽器換熱效果差、冷卻水溫度高或冷卻水量不足、真空系統嚴密性差、抽氣器工作效率低等。以上各種原因又可以細分為很多原因，需分實際情況認真進行分析。

（一）凝汽器的運行狀態

正常運行時，蒸汽的凝結是汽輪機排汽缸形成真空的主要原因，凝汽器的運行狀態最能反應出真空低的原因y所以，當汽輪機組排汽壓力高時，從凝汽器的工作狀態分析入手往往能取得好的效果。冷卻水的進出口溫差、凝汽器的端差、凝結水的過冷度等具體參數可以診斷出凝汽器狀態的好壞。以2016年4月某機組（型號杭汽NK50/71）凝汽器狀態為例：此凝汽器進出水溫差7 0C，明顯偏小;凝汽器端差18.5℃，大大超出合理范圍;過冷度約2℃，同樣超出一定合理范圍。

凝汽器進出水溫差小、端差大說明凝汽器換熱效果小于設計值。而結合本機組2年多沒清洗凝汽器這一實際情況，可以肯定，此凝汽器換熱效果差主要是由于凝汽器傳熱面臟、不夠清潔。由于凝汽器水位不高，冷卻水水溫正常，懷疑汽輪機組真空系統有稍微泄露。

利用檢修期間對凝汽器進行了高壓水清洗，凝汽器效果明顯改善，機組排汽缸真空也從-86kPa降至-92kPa。

機組在日常運行中，這就對凝汽器換熱效果要重點關注，加強運行管理，保證膠球清洗裝置的正常運行，或者利用檢修定期對凝汽器進行拆蓋清洗，以保持凝汽器的換熱效果。

汽輪機組排汽壓力高，而凝汽器冷卻水進出口溫差過大，這種情況常常是由于冷卻水量不夠造成的。

根據凝汽器熱平衡方程對其進行分析計算，凝汽器進出口溫差增大，而排汽側參數相對保持穩定的情況下，凝汽器的冷卻水量肯定減小。這種情況可能是水管道堵塞、循環水泵出力不足等原因造成的。工作中出現過涼水塔填料堵塞循環水過濾器而造成凝汽器冷卻水堵塞，從而嚴重影響機組真空，應根據實際情況找出冷卻水量降低的原因，有針對性的處理。

（二）抽氣器的運行狀態

射水抽氣器的作用就是在機組正常運行時抽去凝汽器中的不凝結氣體，維持真空。汽輪機組出現排汽壓力逐漸升高，而機組凝結器工作正常，應對射水抽氣器工作狀態進行檢查。

運行中，射水抽氣器工作效率不足，要從射水抽氣器設備本身和抽氣介質這兩方面來分析。運行時，可以從射水泵出口水壓、抽氣器出口水量、射水箱水溫等參數來判斷射水抽氣器工作狀態是否良好。射水抽氣器設備本身問題需檢修時解體檢查。

以2017年8月，某BN5.3-1.6/0.3抽氣器型號CS-7.5為例，射水抽氣器運行狀態檢查中，發現射水泵電流、處理及抽氣器出水流量目測都在合理范圍之內，而射水箱溫度高達42℃。明顯不滿足射水抽氣器工作水溫不應高于40℃設備運行技術要求。

后經檢查，射水泵出口閥開度不大，射水箱補水太小，射水箱溢水不暢。上述問題整改后，機組排汽壓力由-86kPa降至-90kPa。

在一定工作水壓下，由于工作水溫的升高，吸入室壓力的升高值等于工作水溫度所對應的飽和壓力的升高值。[2]

射水抽氣器設備本體如出現問題，則不太容易從參數中觀察，應通過投入備用抽氣器來判斷。檢修射水抽氣器時應清理內側污垢并保持抽氣器內壁清潔。

（三）真空系統運行狀態

運行中，因突發的真空系統泄露而影響真空的較少，如沒有真空系統檢修隔離不當或職工誤操作的情況出現，真空一般不會出現突發性的大量泄露。真空泄露的情況更多時候是“頑疾”，如果真空泄露點泄露量大而且位置又比較明顯，一般都好找到并容易處理，如果泄露量小對機組真空的影響也小。泄漏量相對較大，而位置不明顯的泄露點就必須對照真空系統圖紙認真查找了。

真空系統查漏方法有很多，如灌水查漏、打壓法查漏、氮質譜查漏等。灌水查漏簡單、直接、效果好，但應另外注意只有膨脹壓力下才有的泄露點。[3]

二、應用實例

某臺汽輪機投運后發現排汽壓力逐步升高，從剛開始啟機時約為一90kPa，第二天升至-87kPa，到第三天則到了-82kPa，第六天則初步穩定在-74kPa，嚴重影響了汽輪機的經濟性與安全性。

首先檢查了汽輪機凝汽器的工作狀態，發現冷卻水進水溫度30℃，出水溫度約33℃，排汽溫度56℃，端差為23℃，冷卻水溫升明顯太低，而端差太大。

同時檢查了抽氣器的工作狀態，發現射水泵出口壓力0.45MPa，水量也符合要求。射水箱溫度為30℃，正常。抽氣器氣側壓力為-97kPa，正常。

隨后對真空系統進行灌水查漏，也沒有明顯漏點。

排汽缸壓力逐漸升高，而凝汽器運行參數、抽氣器運行參數均變化不大。又進行了換熱量計算，該機組冷卻水量是足夠的。這就排除凝汽器的運行存在問題，結合現場實際，推斷出此汽輪機排汽壓力高的原因是：由于真空系統的不凝結氣體聚集，而抽氣器無法抽出。

由此對真空系統結構進行排查，發現在抽氣管道上有一個向下走的“U”型彎，對此段管道進行溫度測量，發現“U”型彎的來氣側溫度明顯高于“U”型彎處的溫度，判斷為“U”型彎積水。處理好抽氣管道“U”型彎積水的問題后，此機組排汽缸壓力恢復到正常的-92kPa。

三、結語

發現機組排汽壓力升高，應分別從凝汽器工作狀態、抽氣工作狀態、真空系統查找原因，運行中要對凝汽器和抽氣器的運行做好維護，這對保持汽輪機組的經濟性、安全性有重要意義。

參考文獻：

[1]盛偉等編.電廠熱力設備及運行[M].中國電力出版社，2007.

[2]林萬超.火電廠熱系統節能理論[M].西安：西安交通大學出版社，1994.

[3]袁明等編.汽輪機設備安裝與檢修問答[M].北京工業出版社，2015.

[4]曲曉林.凝汽器抽氣管道加裝冷卻器的研究[J].實用節能技術，2009.