凝汽器真空度下降原因分析及預(yù)防措施

楊樹敏

（淮南洛河發(fā)電廠，安徽 淮南232008）

凝汽器真空度是汽輪機(jī)運(yùn)行的重要指標(biāo)，也是反映凝汽器綜合性能的一項(xiàng)主要考核指標(biāo)。凝汽器的真空水平對汽輪發(fā)電機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性有著直接影響，保持凝汽器良好的運(yùn)行工況，保證凝汽器的最有利真空；是每個發(fā)電廠節(jié)能的重要內(nèi)容。而凝汽器內(nèi)所形成的真空受凝汽器傳熱情況、真空系統(tǒng)嚴(yán)密性狀況、冷卻水的溫度、流量、機(jī)組的排汽量及真空泵的工作狀況等因素制約。

汽輪機(jī)凝汽器真空度下降的主要特征有：排汽溫度升高；凝結(jié)水過冷度增加；真空表指示降低；凝汽器端差增大；機(jī)組出現(xiàn)振動；在調(diào)節(jié)汽門開度不變的情況下，汽輪機(jī)的負(fù)荷降低。

汽輪機(jī)凝汽器真空度下降原因分析。引起汽輪機(jī)凝汽器真空度下降的原因大致可以分為外因和內(nèi)因兩種。外因主要有循環(huán)水量中斷或不足、循環(huán)水溫升高、后軸封供汽中斷、真空泵故障等；內(nèi)因主要有凝汽器滿水（或水位升高）、凝汽器結(jié)垢或腐蝕，傳熱惡化、凝汽器水側(cè)泄漏、凝汽器真空系統(tǒng)不嚴(yán)密，汽側(cè)泄漏導(dǎo)致空氣涌入等。

1 ）循環(huán)水中斷

循環(huán)水中斷引起真空急劇下降的主要特征是：真空表指示回零；凝汽器前循環(huán)水泵出口側(cè)壓力急劇下降；冷卻塔無水噴淋。循環(huán)水中斷的原因可能是：循環(huán)水泵或其驅(qū)動電機(jī)故障；循環(huán)水吸水口濾網(wǎng)堵塞，吸入水位過低等。循環(huán)水中斷時，應(yīng)迅速卸掉汽輪機(jī)負(fù)荷，并注意真空降到允許低限值時(600mmHg)進(jìn)行故障停機(jī)。

2 ）循環(huán)水量不足

循環(huán)水量不足的主要特征是：真空逐步下降；循環(huán)水出口和人口溫差增大。由于引起循環(huán)水量不足的原因不同，因此有其不同的特點(diǎn)，所以可根據(jù)這些特征去分析判斷故障所在，并加以解決：

（1）若此時凝汽器中流體阻力增大，表現(xiàn)為循環(huán)水進(jìn)出口壓差增大，循環(huán)水泵出口和凝汽器進(jìn)口的循環(huán)水壓均增高，冷卻塔布水量減少，可斷定是凝汽器內(nèi)管板堵塞，此時可采用停機(jī)清理的辦法進(jìn)行處理。

（2）若此時凝汽器中流體阻力減小，表現(xiàn)為循環(huán)水進(jìn)出口壓差減小，循環(huán)水泵出口和凝汽器出口循環(huán)水壓均增高，冷卻塔布水量減少，可斷定是凝汽器循環(huán)水出水管部分堵塞等等。

（3）循環(huán)水泵供水量減少，一般可從泵人口真空表指示的吸人高度增大、真空表指針擺動、泵內(nèi)有噪音和沖擊聲、出口壓力不穩(wěn)等現(xiàn)象進(jìn)行判斷、此時應(yīng)根據(jù)真空降低情況降低負(fù)荷，并迅速排除故障。

3 ）循環(huán)水溫升高

當(dāng)電廠的循環(huán)冷卻水為開式水時，受季節(jié)影響大，特別是夏季，循環(huán)水溫升高，影響了凝汽器的換熱效果。當(dāng)循環(huán)水進(jìn)口溫度升高時，其吸收熱量就減少，蒸汽冷凝溫度就越高，使排汽壓力相應(yīng)升高，降低蒸汽在汽機(jī)內(nèi)部的焓降。據(jù)測算，循環(huán)水溫升高5℃，可使凝汽器真空降低1%左右。對于采用冷卻塔的閉式循環(huán)供水系統(tǒng)，水溫冷卻主要取決于冷卻水塔的工作狀況。由于飛散及蒸發(fā)損失，循環(huán)補(bǔ)充用水是較大的，及時補(bǔ)充冷水是保持冷卻水塔有效降溫的重要方面。通過每年清洗墊料，真空可恢復(fù)2%-3%，這樣降低凝汽器進(jìn)口水溫是提高真空的有效途徑，這比提高循環(huán)水量更為有效。

4 ）后軸封供汽不足或中斷

后軸封供汽不足或中斷，將導(dǎo)致不凝結(jié)氣體從外部漏入處于真空狀態(tài)的部位，最后泄漏到凝汽器中，過多的不凝結(jié)的氣體滯留在凝汽器中影響傳熱，凝結(jié)水過冷度增大，不但會使真空迅速下降，同時還會因空氣冷卻軸頸，嚴(yán)重時使轉(zhuǎn)子收縮，脹差向負(fù)方向變動，軸封失汽，常由軸封汽壓自動調(diào)節(jié)失靈或手動調(diào)節(jié)不當(dāng)引起。軸封汽不足或中斷在處理過程中，應(yīng)關(guān)閉軸封漏汽門。

5 ）真空泵故障

真空泵工作不正常引起真空下降的特征有：循環(huán)水出口水溫與排汽汪 度的差值增大；真空泵排氣管向外冒水或冒蒸汽；凝結(jié)水過循環(huán)度增大，但經(jīng)空氣嚴(yán)密性試驗(yàn)證明真空系統(tǒng)漏氣并未增加。引起真空泵工作不正常的原因和處理原則如下：

（1）冷卻器的冷卻水量不足，使兩段真空泵內(nèi)同時充滿沒有凝結(jié)的蒸汽；降低了噴嘴的工作效率。此時應(yīng)打開凝結(jié)水再循環(huán)門，關(guān)小通往除氧器的凝結(jié)水門，必要時往凝汽器補(bǔ)充軟化水。

（2）冷卻器內(nèi)管板或隔板泄漏，使部分凝結(jié)水不通過管束而短路流出；冷卻器汽側(cè)疏水排出不正常，也可造成兩段真空泵內(nèi)充滿未凝結(jié)的蒸汽。發(fā)生上述情況，應(yīng)迅速進(jìn)行處理，啟動備用真空泵。

6 ）凝汽器熱負(fù)荷過高

由于機(jī)組主蒸汽管自動主汽門前、調(diào)節(jié)汽門前疏水，低壓加熱器疏水以及抽汽逆止閥等多處疏水，均接入凝汽器，增加了凝汽器換熱強(qiáng)度，當(dāng)循環(huán)冷卻水量一定或不足時，就會導(dǎo)致凝汽器真空度下降。改進(jìn)的方法是將以上疏水系統(tǒng)加分流管道及閥門或直接接至電廠的疏水?dāng)U容器或疏水箱，以降低凝汽器的熱負(fù)荷。

7 ）凝汽器滿水（或水位升高）

凝汽器汽側(cè)空間水位過高引起真空下降的原因是：

（1）凝汽器汽側(cè)空間水位升高后，淹沒了下邊一部分鋼管，減少了凝汽器的冷卻面積，使汽輪機(jī)排汽壓力升高即真空降低；

（2）如凝汽器水位升高到抽空氣管口高度，則凝汽器真空便開始下降。根據(jù)凝結(jié)水淹沒抽氣口的程度，開始時真空降低緩慢，以后便迅速加快，這時連接在凝汽器喉部的真空表指示下降，而連接在真空泵上的真空表指示上升。如果不及時采取必要的措施，將有水由真空泵的排氣管中冒出。

8 ）凝汽器冷卻面結(jié)垢或腐蝕，傳熱惡化

當(dāng)凝汽器內(nèi)鋼管臟污結(jié)垢時，將影響凝汽器的熱交換，使凝汽器端差增大，排汽溫度上升，此時凝汽器內(nèi)水阻增大，冷卻通流量減小，冷卻水出入口溫差也隨之增加，造成真空下降。凝結(jié)器冷卻面結(jié)垢對真空的影響是逐步積累和增強(qiáng)的，凝汽器冷卻面結(jié)垢的主要原因是循環(huán)水水質(zhì)不良，此時應(yīng)加強(qiáng)化學(xué)對循環(huán)水質(zhì)的處理。當(dāng)結(jié)垢過多，真空過低時，就必須停機(jī)進(jìn)行清洗。

9 ）凝汽器水側(cè)泄漏

凝汽器鋼管泄漏，是凝汽器最常遇到的故障之一。凝汽器鋼管泄漏，將使硬度很高的冷卻水進(jìn)入凝汽器汽側(cè)，凝汽器水位升高，真空下降，此外還使凝結(jié)水質(zhì)變壞，造成鍋爐和其它設(shè)備結(jié)垢和腐蝕，嚴(yán)重時可導(dǎo)致鍋爐爆管。

10 ）凝汽器真空系統(tǒng)不嚴(yán)密，汽側(cè)泄漏導(dǎo)致空氣涌入

真空系統(tǒng)不嚴(yán)密，存在較小漏點(diǎn)時，不凝結(jié)的汽體從外部漏人處于真空狀態(tài)的部位，最后泄漏到凝汽器中，過多的不凝結(jié)氣體滯留在凝汽器中影響傳熱，使真空異常下降，這類真空下降的特點(diǎn)是下降速度緩慢，而且真空下降到某一定值后，即保持穩(wěn)定不再下降，這說明漏汽量和抽氣量達(dá)到平衡。真空系統(tǒng)不嚴(yán)密漏氣量增多時，表現(xiàn)的主要現(xiàn)象是：汽輪機(jī)排氣溫度與凝汽器出口循環(huán)水溫的差值增大、凝結(jié)水過冷卻度增大。此時應(yīng)立即查找漏氣原因和漏氣點(diǎn)并予以消除。下面介紹一下一般容易發(fā)生漏氣的地點(diǎn)，以便查找和消除。

（1）軸封蒸汽未及時調(diào)整好造成軸封斷汽，使空氣從軸封處漏入，特別是在負(fù)荷突然降低時容易發(fā)生，應(yīng)十分注意；

（2）汽輪機(jī)排汽室與凝汽器的連接管段由于熱變形或腐蝕穿孔引起漏氣；

（3）汽缸變形，從法蘭接合面不嚴(yán)密處漏入空氣；

（4）自動排氣門或真空破壞門水封斷水；

（5）凝汽器水位計接頭不嚴(yán)密，或其它與真空系統(tǒng)連接的設(shè)備或管道上的計量表連接管有缺陷；

（6）真空系統(tǒng)的管道法蘭接合面、閥門盤根等不嚴(yán)密，特別是真空泵空氣抽出管上的空氣門盤根不嚴(yán)密等。

凝汽器真空下降的預(yù)防措施：

真空系統(tǒng)龐大，與真空有關(guān)的設(shè)備系統(tǒng)分散復(fù)雜，真空下降事故至今仍在汽輪機(jī)事故中占相當(dāng)大比重，需要時刻做好真空下降預(yù)防工作。

1）加強(qiáng)對循環(huán)水供水設(shè)備的維護(hù)工作，確保循環(huán)水供水設(shè)備的正常運(yùn)行。

2）提高真空泵工作性能，加強(qiáng)對凝結(jié)水泵及射水泵、射水泵真空泵等空氣抽出設(shè)備的維護(hù)工作，確保其正常運(yùn)行，真空泵切換要嚴(yán)防誤操作。

3）軸封供汽壓力自動、凝汽器水位自動要可靠投用，調(diào)整門動作要可靠，并加強(qiáng)對凝汽器水位和軸封汽壓力的監(jiān)視。

4）對凝汽器的汽水、水封設(shè)備的運(yùn)行加強(qiáng)監(jiān)視分析，防止水封設(shè)備損壞或水封頭失水漏空氣。

5）汽水系統(tǒng)化學(xué)補(bǔ)充水接至凝汽器。補(bǔ)充水溫度低，吸收排汽熱量可降低凝汽器溫度。

6）堅持定期進(jìn)行汽輪機(jī)真空嚴(yán)密性試驗(yàn)，監(jiān)視真空系統(tǒng)嚴(yán)密程度。若結(jié)果不合格時，應(yīng)對汽輪機(jī)真空系統(tǒng)進(jìn)行查漏，堵漏。

7）低真空保護(hù)裝置應(yīng)投入運(yùn)行，整定值應(yīng)符合設(shè)計要求，不得任意改變報警、停機(jī)的整定值。

8）在運(yùn)行中若凝結(jié)水水質(zhì)不合格，但硬度又不高，可能是由于管板脹口不嚴(yán)有輕微的泄漏所致。這時，若停運(yùn)凝汽器，不易找出泄漏處。可以考慮的應(yīng)急做法是在循環(huán)水泵吸入口水中加適量的鋸木屑。木屑進(jìn)入水室中，在泄漏處受到真空的作用下起到“針孔”堵塞作用。

總之，影響汽輪機(jī)凝汽器真空的因素來自很多方面：設(shè)計、安裝、制造、運(yùn)行管理等。對可能引起汽輪機(jī)凝汽器真空度系統(tǒng)故障的因素定時檢查，及時發(fā)現(xiàn)問題，及時查明原因，采取措施予以解決，確保機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

［1］汽輪機(jī)運(yùn)行與檢修[Z].

［2］600MW單元機(jī)組集控運(yùn)行[Z].

［3］600MW汽輪機(jī)設(shè)備及系統(tǒng)[Z].