大型火電廠汽機(jī)真空系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性探討

盛權(quán)

摘 要：汽機(jī)真空系統(tǒng)對(duì)整個(gè)火電廠的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有著重要影響，真空系統(tǒng)的惡化將直接引起汽輪機(jī)組經(jīng)濟(jì)性降低，甚至危及機(jī)組安全。因此，必須優(yōu)化汽輪機(jī)真空系統(tǒng)，以此來(lái)保障汽輪機(jī)運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。本文分析了影響汽機(jī)真空的因素及其解決措施。

關(guān)鍵詞：火電廠;汽機(jī)真空系統(tǒng);問(wèn)題;措施

汽輪機(jī)真空系統(tǒng)是火電廠重要的系統(tǒng)，其影響因素眾多，平常運(yùn)行中問(wèn)題原因復(fù)雜，但其對(duì)發(fā)電廠的煤耗影響大，故要高度重視火電廠汽機(jī)真空系統(tǒng)，所以，保證真空系統(tǒng)的最有利真空，是火電廠要做好的重要內(nèi)容。而機(jī)組真空系統(tǒng)受到凝汽器傳情況、真空系統(tǒng)嚴(yán)密性狀況、冷卻水的溫度、流量、機(jī)組的排汽量等因素制約。因此，有必要對(duì)機(jī)組真空度下降的原因做出分析，便于及時(shí)查明原因，并采取有效措施予以解決，從而確保機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

一、汽機(jī)真空系統(tǒng)作用

建立和維持汽輪機(jī)機(jī)組的低背壓和凝汽器的真空。正常運(yùn)行時(shí)不斷地抽出由不同途徑漏入汽輪機(jī)及凝汽器的不凝結(jié)氣體。這些不凝結(jié)的氣體若不及時(shí)除去，會(huì)積聚在凝汽器管束的表面，阻礙蒸汽凝結(jié)放熱，從而影響凝汽器的真空度，并使凝結(jié)水的過(guò)冷度增大，進(jìn)而降低機(jī)組效率。

二、汽機(jī)真空系統(tǒng)真空異常的危害

1、真空過(guò)高的危害

①在設(shè)計(jì)工況下，凝汽式汽輪機(jī)最末級(jí)噴嘴汽流一般是處于臨界狀態(tài)，背壓降低將使蒸汽進(jìn)一步在噴嘴斜切部位膨脹，末級(jí)隔板前后壓差增大，而造成隔板過(guò)負(fù)荷。

②若背壓繼續(xù)降低，最末級(jí)動(dòng)葉中將出現(xiàn)臨界工況，這時(shí)動(dòng)葉前的壓力并不隨背壓降低而降低，動(dòng)葉后的壓力下降，使動(dòng)葉前后壓力差增大，造成動(dòng)葉過(guò)負(fù)荷并引起軸向推力增大。

③若背壓繼續(xù)降低，則蒸汽在動(dòng)葉外膨脹不能產(chǎn)生有效功，因此背壓降低不能再增加汽輪機(jī)功率，這不利于汽輪機(jī)的安全和經(jīng)濟(jì)性。

④真空過(guò)高，排汽溫度低而濕氣增加，末級(jí)葉片水蝕加劇。

⑤對(duì)低壓缸與軸承座一體設(shè)計(jì)的機(jī)組而言，真空過(guò)高有可能使低壓缸中心發(fā)生偏移，這是造成機(jī)組振動(dòng)的一個(gè)原因。

2、真空過(guò)低的危害

①排汽壓力升高，可用焓降減小，不經(jīng)濟(jì)，同時(shí)使機(jī)組出力降低，這樣必須要增加進(jìn)汽量來(lái)維持要求負(fù)荷，容易使調(diào)節(jié)級(jí)過(guò)負(fù)荷，機(jī)組軸向推力增加。

②排汽缸及軸承座受熱膨脹，可能引起中心變化，產(chǎn)生振動(dòng)。

③排汽溫度過(guò)高可能引起凝汽器冷卻水管松弛，破壞嚴(yán)密性。

④可能使純沖動(dòng)式汽輪機(jī)軸向推力增大。

⑤真空下降使排氣的容積流量減小，對(duì)末幾級(jí)葉片工作不利。末級(jí)要產(chǎn)生脫流及旋流，同時(shí)還會(huì)在葉片的某一部位產(chǎn)生較大的激振力，有可能損壞葉片，造成事故。

三、影響汽輪機(jī)真空的因素

影響汽輪機(jī)的因素較多，且比較復(fù)雜，其中主要包括真空的嚴(yán)密性、凝汽器傳熱特性、凝汽器載荷、清潔系數(shù)、真空泵的原動(dòng)力不足、疏水系統(tǒng)出現(xiàn)大量的內(nèi)漏、冷卻水流量、循環(huán)水流量和進(jìn)水溫度等。

影響汽輪機(jī)真空的主要因素是真空系統(tǒng)出現(xiàn)泄漏點(diǎn)，導(dǎo)致真空偏低，真空下降會(huì)增加系統(tǒng)的耗能，所以電廠對(duì)真空系統(tǒng)很重視，對(duì)真空系統(tǒng)氣密性有嚴(yán)格要求，火電廠真空系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使用過(guò)程中可能會(huì)有多個(gè)點(diǎn)出現(xiàn)泄漏情況，所以要快速查找泄漏點(diǎn)，消除泄漏對(duì)真空系統(tǒng)的影響。使用時(shí)間較長(zhǎng)的發(fā)電機(jī)組，操作和維修人員對(duì)設(shè)備的大概情況都比較了解，這種真空泄漏問(wèn)題通常是設(shè)備老化造成，一般是低壓旁路的法蘭破裂泄漏，所以會(huì)發(fā)生真空氣密性不良的情況，因此，首先要檢查各焊點(diǎn)、接口處及經(jīng)常受到熱應(yīng)力變化大的部位。對(duì)新的發(fā)電機(jī)組真空泄漏問(wèn)題，要從運(yùn)行操作上查找，比如水封是否封閉良好、軸封壓力調(diào)整是否合理、疏水門的關(guān)閉情況等都會(huì)影響泄漏的發(fā)生，而新設(shè)備通常比較穩(wěn)定，一般不會(huì)發(fā)生泄漏情況。

根據(jù)真空系統(tǒng)的泄漏情況分為一般泄漏、嚴(yán)重泄漏和超嚴(yán)重泄漏，泄漏的越嚴(yán)重對(duì)發(fā)電機(jī)組的不良影響越大，但泄漏越嚴(yán)重檢查越容易，若嚴(yán)重泄漏的話，應(yīng)排查法蘭、低壓缸安全閥、焊縫、疏水管道等方面。若真空系統(tǒng)的嚴(yán)密性不好，應(yīng)先檢查水封、低壓缸安全閥、法蘭等易出現(xiàn)問(wèn)題的部位。當(dāng)真空嚴(yán)密性變差的速度緩慢時(shí)，不容易判斷出問(wèn)題所在，但可先檢查軸封系統(tǒng)的嚴(yán)密性，增加軸封供汽壓力，若無(wú)效果在查找其他部位。

凝汽器又叫冷凝器，是汽輪機(jī)中重要的凝汽設(shè)備，凝汽器的工作原理是使蒸汽在凝汽器中凝結(jié)成水，凝汽器在汽輪機(jī)的排汽口處形成高度真空，目的是使蒸汽膨脹到最低壓力，從而增大機(jī)組的比焓降，提高汽輪機(jī)的使用效率。凝汽器真空度對(duì)機(jī)組的運(yùn)行安全和熱效率有很大的影響，若凝汽器出現(xiàn)問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致汽輪機(jī)的熱耗、汽耗增大，還有真空下降對(duì)汽輪機(jī)排氣缸的溫度也會(huì)有影響，溫度上升導(dǎo)致汽輪機(jī)軸承中心偏移，汽輪機(jī)組出現(xiàn)嚴(yán)重的振動(dòng)現(xiàn)象，所以在真空降低時(shí)的有效措施是增加蒸汽的流量，但這樣會(huì)增加軸承推力，使軸承的負(fù)荷變大，從而影響機(jī)組的安全運(yùn)行。

當(dāng)機(jī)組的負(fù)荷升高時(shí)，汽輪機(jī)的低壓缸排汽量就越大，凝汽器的負(fù)載也會(huì)變高，導(dǎo)致凝汽器的真空下降，當(dāng)凝汽器的真空下降到一定數(shù)值時(shí)，要限制機(jī)組出力，來(lái)保證凝汽器的真空狀態(tài)。凝汽器中漏入空氣，會(huì)使凝汽器的換熱效果降低，而且凝汽器的漏入空氣的概率較大。

四、火電廠汽輪機(jī)真空系統(tǒng)問(wèn)題的解決措施

在運(yùn)行過(guò)程中對(duì)汽輪機(jī)真空下降的影響因素很多，所以要想一些有效可行的應(yīng)對(duì)措施，當(dāng)凝汽器出現(xiàn)漏氣點(diǎn)時(shí)，要查找漏點(diǎn)，并將漏點(diǎn)堵死。循環(huán)水的溫度受到天氣的影響較大，這是無(wú)法避免的，但可通過(guò)改變冷水塔和循環(huán)水泵來(lái)彌補(bǔ)此問(wèn)題。若真空泵出力下降，要檢查真空泵分離箱的水位是否正常，如不正常可調(diào)節(jié)到正常水位，若真空泵分離箱溫度過(guò)高，應(yīng)增大冷卻水的流量，來(lái)保持真空泵分離箱的溫度正常，軸封壓力應(yīng)保持在一定的范圍內(nèi)，當(dāng)壓力過(guò)低時(shí)，可開(kāi)大汽源。凝汽器的水位主要是依靠凝汽器的補(bǔ)水進(jìn)行調(diào)節(jié)，水位過(guò)高時(shí)，應(yīng)關(guān)閉補(bǔ)水，水位過(guò)低時(shí)，加快補(bǔ)水，以維持凝汽器的水位在規(guī)定范圍內(nèi)。

目前我國(guó)的能源需求量不斷地增加，但能源短缺問(wèn)題也日趨明顯，為了滿足人們的正常需求量，汽輪機(jī)真空系統(tǒng)是火電廠的重要系統(tǒng)，影響因素較多，對(duì)發(fā)電廠的煤耗影響也很大，所以要重視此問(wèn)題，只有在火力發(fā)電汽輪機(jī)的節(jié)能方面想辦法，而汽輪機(jī)的真空問(wèn)題是影響其工作效率的重要因素，因此要加大力度，對(duì)汽輪機(jī)的真空問(wèn)題進(jìn)行有效分析，并通過(guò)科學(xué)的手段進(jìn)行研究和改進(jìn)工作，盡量避免能量損耗，增加汽輪機(jī)的工作效率，進(jìn)而能直接提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益。

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