小型汽輪機(jī)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(jī)組運(yùn)行安全性，降低生產(chǎn)成本，結(jié)合多年運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，理清排汽壓力高產(chǎn)生的原因，并制定了針對性措施。措施實(shí)施后，取得了良好的效果，為解決汽輪機(jī)組排汽壓力高問題提供了思路。

關(guān)鍵詞：排汽壓力;真空;汽輪機(jī)

汽輪機(jī)組排汽壓力對汽輪機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性、安全性都有很大影響。很多小型汽輪機(jī)組都存在排汽壓力高的問題，究其原因，主要是由于設(shè)備缺陷和運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)不足。為了提高汽輪機(jī)組運(yùn)行安全性，降低生產(chǎn)成本，結(jié)合多年運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，從凝汽器的運(yùn)行狀態(tài)、抽氣器的工作狀態(tài)、真空系統(tǒng)等三個(gè)方面入手進(jìn)行分析，理清排汽壓力高產(chǎn)生的原因，總結(jié)出小型汽輪機(jī)組排汽壓力高的綜合解決方案。

一、汽輪機(jī)組排汽壓力高原因分析與處理

造成汽輪機(jī)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(tǒng)嚴(yán)密性差、抽氣器工作效率低等。以上各種原因又可以細(xì)分為很多原因，需分實(shí)際情況認(rèn)真進(jìn)行分析。

（一）凝汽器的運(yùn)行狀態(tài)

正常運(yùn)行時(shí)，蒸汽的凝結(jié)是汽輪機(jī)排汽缸形成真空的主要原因，凝汽器的運(yùn)行狀態(tài)最能反應(yīng)出真空低的原因y所以，當(dāng)汽輪機(jī)組排汽壓力高時(shí)，從凝汽器的工作狀態(tài)分析入手往往能取得好的效果。冷卻水的進(jìn)出口溫差、凝汽器的端差、凝結(jié)水的過冷度等具體參數(shù)可以診斷出凝汽器狀態(tài)的好壞。以2016年4月某機(jī)組（型號(hào)杭汽NK50/71）凝汽器狀態(tài)為例：此凝汽器進(jìn)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(jìn)出水溫差小、端差大說明凝汽器換熱效果小于設(shè)計(jì)值。而結(jié)合本機(jī)組2年多沒清洗凝汽器這一實(shí)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(jī)組真空系統(tǒng)有稍微泄露。

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

機(jī)組在日常運(yùn)行中，這就對凝汽器換熱效果要重點(diǎn)關(guān)注，加強(qiáng)運(yùn)行管理，保證膠球清洗裝置的正常運(yùn)行，或者利用檢修定期對凝汽器進(jìn)行拆蓋清洗，以保持凝汽器的換熱效果。

汽輪機(jī)組排汽壓力高，而凝汽器冷卻水進(jìn)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(jù)凝汽器熱平衡方程對其進(jìn)行分析計(jì)算，凝汽器進(jìn)出口溫差增大，而排汽側(cè)參數(shù)相對保持穩(wěn)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(huán)水泵出力不足等原因造成的。工作中出現(xiàn)過涼水塔填料堵塞循環(huán)水過濾器而造成凝汽器冷卻水堵塞，從而嚴(yán)重影響機(jī)組真空，應(yīng)根據(jù)實(shí)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(yùn)行狀態(tài)

射水抽氣器的作用就是在機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)抽去凝汽器中的不凝結(jié)氣體，維持真空。汽輪機(jī)組出現(xiàn)排汽壓力逐漸升高，而機(jī)組凝結(jié)器工作正常，應(yīng)對射水抽氣器工作狀態(tài)進(jìn)行檢查。

運(yùn)行中，射水抽氣器工作效率不足，要從射水抽氣器設(shè)備本身和抽氣介質(zhì)這兩方面來分析。運(yùn)行時(shí)，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(shù)來判斷射水抽氣器工作狀態(tài)是否良好。射水抽氣器設(shè)備本身問題需檢修時(shí)解體檢查。

以2017年8月，某BN5.3-1.6/0.3抽氣器型號(hào)CS-7.5為例，射水抽氣器運(yùn)行狀態(tài)檢查中，發(fā)現(xiàn)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(nèi)，而射水箱溫度高達(dá)42℃。明顯不滿足射水抽氣器工作水溫不應(yīng)高于40℃設(shè)備運(yùn)行技術(shù)要求。

后經(jīng)檢查，射水泵出口閥開度不大，射水箱補(bǔ)水太小，射水箱溢水不暢。上述問題整改后，機(jī)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(yīng)的飽和壓力的升高值。[2]

射水抽氣器設(shè)備本體如出現(xiàn)問題，則不太容易從參數(shù)中觀察，應(yīng)通過投入備用抽氣器來判斷。檢修射水抽氣器時(shí)應(yīng)清理內(nèi)側(cè)污垢并保持抽氣器內(nèi)壁清潔。

（三）真空系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)

運(yùn)行中，因突發(fā)的真空系統(tǒng)泄露而影響真空的較少，如沒有真空系統(tǒng)檢修隔離不當(dāng)或職工誤操作的情況出現(xiàn)，真空一般不會(huì)出現(xiàn)突發(fā)性的大量泄露。真空泄露的情況更多時(shí)候是“頑疾”，如果真空泄露點(diǎn)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(jī)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(diǎn)就必須對照真空系統(tǒng)圖紙認(rèn)真查找了。

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

二、應(yīng)用實(shí)例

某臺(tái)汽輪機(jī)投運(yùn)后發(fā)現(xiàn)排汽壓力逐步升高，從剛開始啟機(jī)時(shí)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(wěn)定在-74kPa，嚴(yán)重影響了汽輪機(jī)的經(jīng)濟(jì)性與安全性。

首先檢查了汽輪機(jī)凝汽器的工作狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)冷卻水進(jìn)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(shí)檢查了抽氣器的工作狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)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(cè)壓力為-97kPa，正常。

隨后對真空系統(tǒng)進(jìn)行灌水查漏，也沒有明顯漏點(diǎn)。

排汽缸壓力逐漸升高，而凝汽器運(yùn)行參數(shù)、抽氣器運(yùn)行參數(shù)均變化不大。又進(jìn)行了換熱量計(jì)算，該機(jī)組冷卻水量是足夠的。這就排除凝汽器的運(yùn)行存在問題，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際，推斷出此汽輪機(jī)排汽壓力高的原因是：由于真空系統(tǒng)的不凝結(jié)氣體聚集，而抽氣器無法抽出。

由此對真空系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行排查，發(fā)現(xiàn)在抽氣管道上有一個(gè)向下走的“U”型彎，對此段管道進(jìn)行溫度測量，發(fā)現(xiàn)“U”型彎的來氣側(cè)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(jī)組排汽缸壓力恢復(fù)到正常的-92kPa。

三、結(jié)語

發(fā)現(xiàn)機(jī)組排汽壓力升高，應(yīng)分別從凝汽器工作狀態(tài)、抽氣工作狀態(tài)、真空系統(tǒng)查找原因，運(yùn)行中要對凝汽器和抽氣器的運(yùn)行做好維護(hù)，這對保持汽輪機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性、安全性有重要意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]盛偉等編.電廠熱力設(shè)備及運(yùn)行[M].中國電力出版社，2007.

[2]林萬超.火電廠熱系統(tǒng)節(jié)能理論[M].西安：西安交通大學(xué)出版社，1994.

[3]袁明等編.汽輪機(jī)設(shè)備安裝與檢修問答[M].北京工業(yè)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(shí)用節(jié)能技術(shù)，2009.