真空嚴密性對機組的影響

劉力民

（神華國華北京熱電分公司，北京 100000）

1 前言

凝汽器真空形成的原理：高溫高壓蒸汽在汽輪機各級動靜葉內作功后成為乏汽排入凝汽器，乏汽與凝汽器管束進行表面對流換熱和熱傳導，使汽輪機乏汽冷卻后凝結成水流入凝汽器熱井。由于蒸汽比容比水的比容要大，因此蒸汽所占體積比水的體積要大得多，蒸汽凝結后就在凝汽器內形成真空。

凝汽設備是凝汽式汽輪機的一個重要組成部分。由于設計、安裝、檢修、運行機制等方面的原因，在運行過程中時常會出現凝汽器真空偏低的現象。由于真空系統龐大并且影響真空的因素較多，每臺機組的性能不一樣，影響真空的原因也不一樣，機組運行中凝汽器真空嚴密性試驗不合格，始終是困擾運行人員的一大難題。如果凝汽器真空過低，不僅會引起蒸汽在機組中的有效焓降減小，還會導致汽輪機排汽溫度升高，排汽缸變形和振動等故障。因此，凝汽設備的工作性能直接影響到整個汽輪機組的熱經濟性和安全性。凝結器傳熱端差增大，真空下降，機組運行安全系數降低，經濟性降低：凝結器傳熱端差每增加1℃，汽耗率約增加0.25～3%。200MW汽輪機組真空系統管道多，范圍廣，系統復雜，尋找空氣泄漏點有一定困難。

2 影響嚴密性的因素

國華北京熱電分公司安裝有2臺ABB公司制造的DKEH-IND31型雙缸雙排汽凝汽抽汽供熱機組，規程中規定：做嚴密性試驗時，停止真空泵功能組，待真空泵入口門關閉后開始計時，試驗做8分鐘，每分鐘記錄一次凝汽器真空值，嚴密性合格參數為0.4KPamin(取后5min)。即為嚴密性合格，由此判定不存在漏入空氣的問題。試驗結束后啟動真空泵，檢查真空恢復正常。在數次嚴密性試驗中，影響嚴密性的因素有：

2.1 給水泵密封水的影響

給水泵密封水經3級水封后回到凝汽器。其中第2級水封筒頂部接有帶截斷門的水封筒補水管，補水水源為凝結水。投入密封水自動，使密封水壓力大于給水泵入口100kpa。密封水壓力低時，由于給水泵機械密封的泵送作用，進入泵內的密封水是穩定的，而從軸與密封裝置之間的間隙漏出的水量減少了，使空氣可以進入密封水回水管，密封水攜帶的漏入空氣在水封筒頂部積存。當密封水壓力過低時，密封水回水攜帶的空氣量增加，致使水封筒內水封很快被破壞，造成凝汽器真空下降。密封水壓力一定時，如提高調速給水泵的轉速或啟泵時，由于轉速立方與流量成正比，從而使進入泵內的密封水增多，從間隙漏出的水量減少，密封水回水管漏入空氣。當積聚在水封筒頂部的空氣過多時，水封筒內水封很快被破壞，造成凝汽器真空下降。

在做嚴密性試驗時，將給水泵密封水回水倒至排地溝后，凝汽器真空不再降，說明水封筒是嚴密的。由于水封筒至凝汽器的管路是從水封筒第3級頂部中間接出，水封筒頂部存在空間，造成隨密封水回水漏入的空氣在水封筒頂部積存，當空氣積聚到一定程度時水封筒內水封遭到破壞，造成密封水回水管內氣、水混合進入凝汽器，使真空下降。通過現場試驗發現，當冬季抽汽采暖全部投入凝汽器真空高時，給水泵密封水水封筒被抽空，空氣經給水泵回水至凝汽器管路進入凝汽器而影響真空；相反，當夏季由于循環水溫度高（河水開式循環）凝汽器真空較差時，由于給水泵密封水水封筒可以保持筒內水位，從而保證凝汽器真空不受密封水回水的影響。

2.2 軸封加熱器的影響

由于調整不當或是軸封系統本身的原因使軸封加熱器滿水或是無水，將導致凝結器真空下降。造成軸封加熱器滿水或是無水的原因可能是軸封加熱器銅管泄漏；軸封加熱器至凝結器熱水井的疏水門開度不足，或是疏水門故障；軸封加熱器汽側進、出口門開度不足，疏水量減少，使軸封加熱器無水。若是軸封加熱器滿水，則汽輪機的高、低壓缸前、后軸封處會大量冒白汽，而此時軸封壓力會上升，嚴重時，造成軸封加熱器的排汽管積水，使軸封加熱器工況發生變化，導致真空下降；若是軸封加熱器無水，則大量的軸封用汽在軸封加熱器中未進行熱交換就直接排入凝結器內，增加了凝結器的熱負荷，導致真空下降。當確證為軸封加熱器滿水或無水造成凝結器真空為緩慢下降時，檢查軸封加熱器的水位是否正常，若是滿水則開啟軸封加熱器汽側排汽管上的放水門排水至有蒸汽流出為止，同時檢查軸封加熱器的汽側疏水門是否已達全開位置。若是軸封加熱器無水或水位低，則將軸封加熱器的水位調至4/5，嚴密性試驗合格。

2.3 熱網加熱器的影響

熱網加熱器系統不嚴漏空氣：運行當中熱網加熱器內部經常是負壓的，所以，當熱網加熱器系統不嚴就會漏進空氣，空氣系統與凝結器相連，從而空氣進入凝結器影響其真空。

2.4 負壓系統的影響

凝汽器本身體積龐大，有大量的焊縫，在開、停機疏水過程中，凝汽器喉部產生較大的溫差，容易產生熱應力和熱變形，產生裂縫，運行中也使空氣漏入凝汽器，影響真空。這類真空下降的特點是下降速度緩慢，而且真空下降到某一程度后即保持穩定不再下降，這說明漏空氣量和抽氣量達到平衡。與真空系統連接的一些管道、法蘭、焊口、人孔門、安全門、通大氣的隔絕門和放氣放水門以及水位計等處不嚴密部位都容易泄漏。漏空氣點在正常運行時處于微真空狀態。做真空嚴密性實驗時,就地檢查可以發現運行中的低壓加熱器玻管水位計無水位指示。這時由于低壓加熱器無水位，抽汽未能進行熱交換就直接排向凝結器熱水井，使凝結器熱負荷增大，真空下降。低壓加熱器水位正常后，真空嚴密性合格。

3 結語

綜上所述，機組運行中最主要的問題和難點是真空系統泄漏。由于凝汽器真空系統組成復雜結構龐大，影響凝汽器真空的因素較多，需要我們大家在工作的過程中，不斷地總結和提高各方面的知識與技能。只有通過定期進行真空系統嚴密性試驗，通過檢修人員和運行人員反復仔細查找，才能控制系統的泄漏量，才能維持凝汽器的正常運行，才能確保機組運行的經濟性和安全性。

[1]中電國華北京熱電分公司企業標準－集控運行規程[S].

[2]楊善讓.汽輪機凝汽設備及運行管理[M].北京：水利電力出版社，1993.

[3]沈振飛.汽輪機輔助設備[M].北京:水利電力出版社.1987.7.