汽輪機真空高的原因分析及防范措施

劉福軍

【摘 要】本文對EHNKS50/80/16冷凝式汽輪機開車以來真空高的幾個原因進行了分析，以便操作人員了解汽輪機真空高的原因，對其進行防范措施。

【關鍵詞】汽輪機；真空；分析；防范措施

EHNKS50/80/16冷凝式汽輪機T7612，用于神華寧煤45000Nm3/h空分裝置壓縮機組驅動用抽汽凝汽式汽輪機組。

其中，凝汽器真空度對凝汽式汽輪機組運行安全性和熱經濟性有很大影響。在運行中，凝汽器工作狀態惡化將直接引起汽輪機熱耗、汽耗增大和出力降低。另外，真空下降使汽輪機排汽缸溫度升高，引起汽機軸承中心偏移，嚴重時還引起汽輪機組振動。為保證機組出力不變，真空降低時會增加蒸汽流量，這樣導致了軸向推力增大，使推力軸承過負荷，影響機組安全運行。因此，對造成汽輪機組真空高的原因進行分析并采取預防措施十分必要。

為保持凝汽系統中蒸汽凝結時建立的真空和良好的換熱效果，由抽氣器將漏入空氣冷卻器系統的空氣（包括未凝蒸汽）不斷抽出，汽輪機配置有起動抽氣器和雙聯兩級抽氣器，在起動抽氣器的排空管路上裝有消音器以降低噪聲。抽氣器均是射汽抽氣式，以輔助蒸汽作汽源。

為防止汽缸前汽封處高溫蒸汽漏入軸承箱造成軸承溫度升高及潤滑油中帶水；防止后汽封處空氣漏入排缸而使真空惡化，汽輪機采用了封閉式汽封系統，主要由氣動汽封壓力調節器以及管道、閥門等組成，正常運行時封汽壓力0.108Mpa。

2011年大修后汽輪機真空降低，嚴重影響機組的帶負荷能力，影響機組的經濟運行及全廠的安全生產。針對以上情況，組織有關人員對上述問題進行調研、分析，得出真空高的原因并進行了處理。

1 真空高原因分析

1.1 機組真空系統空氣滲漏

空氣通過兩個渠道漏入凝汽器：一是通過機組真空系統的不嚴密處漏入，另一個是隨同蒸汽一起進入凝汽器。由于鍋爐給水經過多重除氧，所以后者數量不多，約占從凝汽器抽空氣總量的百分之幾。因此，抽出的空氣主要是通過機組負壓狀態部件的不嚴密處漏入，如：凝汽器壁、低壓缸及軸封套結合面、接入凝汽器喉部的排氣管道（抽氣器空氣管、冷凝液泵、疏水膨脹箱等至凝汽器的空氣管及疏水管）、汽缸軸封、高中壓汽加熱系統等。這些都會使空氣大量漏入凝汽器，將造成凝汽器傳熱惡化，使抽氣系統過載，凝結水過冷度及含氧量急劇增加，破壞凝汽器真空度，使凝汽器設備無法正常工作。

1.2 循環冷卻水進水溫度高

1）運行中由于冷卻水水溫升高，真空惡化。另外，由于環境溫度高或空氣濕度大使冷卻塔循環水溫降減少，造成凝汽器循環水進水溫度升高，也可使真空惡化。

2）循環冷卻水量不足。當循環冷卻水量低于設計值時，會使排汽壓力升高，凝汽器排汽溫度隨之升高，汽輪機真空降低。

3）凝汽器兩側通水量分配不均。在運行中有時凝結器兩側循環水溫升不一樣，有時差別較大，達到4～10℃。如果水側頂部有空氣聚集，系統阻力較大可能會使兩側水量分配不均，減少循環冷卻水量。另外，由于凝結器銅管結垢，被污泥、雜物等堵塞，或因銅管泄露被人為堵塞，使流通面積減小，都會減少循環水通水量，造成汽輪機真空下降。

1.3 凝汽器傳熱端差較大

循環水中的污泥、微生物和溶于水中的碳酸鹽析出附在凝結器銅管水側產生水垢，形成很大的熱阻，使傳過同樣熱量時傳熱端差增大，凝汽器排汽溫度升高，真空下降。端差是反映凝汽器熱交換狀況的指標，相同條件下，端差增大，說明凝汽器汽側存了較多空氣，防礙了傳熱管的熱水交換，更主要說明凝汽器傳熱管內側表面臟污，造成熱交換性能差。

1.4 由于抽氣管道水平段中有時產生積水，使不凝性氣體流通面積減小，凝汽器內的空氣不能被充分抽走，造成空氣積累；或者真空系統的嚴密性差或低壓缸軸封供汽壓力低，使空氣漏入凝結器內，造成凝結器汽側積空氣。這不僅使傳熱惡化也使空氣分壓力增大，排汽壓力升高，真空下降，同時，由于空氣分壓力增大，增大了氧在凝結水中的溶解度，使凝結水含氧量增大，加劇了對低壓管道和低壓加熱器的腐蝕。

1.5 抽氣器能力不足

1）抽氣器工作水壓力低、水量不足或增加過多，反映到抽氣器抽吸能力的下降，引起凝汽器真空的降低。

2）對于采用閉式循環射水抽氣器來維持真空的機組，由于工作水不斷被抽氣管和軸封冷卻器來的殘余蒸汽所加熱，使工作水溫不斷升高，對應的飽和壓力升高，這樣當工作水流經抽氣器噴嘴后有可能產生汽化，使抽氣器噴嘴后的壓力升高，攜帶空氣的能力下降致使汽輪機真空下降。

2 改善機組真空的措施

2.1 保證循環水量

在冬季、初春季節，循環水入口水溫較低，單臺循環泵運行，可以使凝結器維持在經濟真空運行狀態。隨著循環水入口水溫升高，當水溫時，確保循環水壓力0.3-0.5MPa和保證機組的循環水量8030t/h。

2.2 減少系統阻力使兩側凝結器配水均勻定期對循環水系統的濾網，篦子進行清理；凝結器銅管清潔無垢；凝結器水側排空氣門稍開，使積存的空氣不斷排出，減小系統阻力。發現兩側出水溫差較大時應查明原因及時處理。

2.3 降低傳熱端差

保持凝結器銅管清潔無垢，運行中要保持循環水清潔，無雜物、綠苔、浮游生物等。嚴格控制循環水濃縮倍率和極限碳酸鹽硬度不超標，控制指標增大時應進行排污，利用停塔機會對水塔進行清淤排污，保持膠球清洗裝置運行正常，膠球質量合格，并利用大、小修機會對凝結器銅管進行高壓射流清洗或酸洗。

2.4 真空系統嚴密性合格

按規程規定進行真空嚴密性試驗，如真空系統嚴密性試驗不合格，應采用氦質譜檢漏、灌水等方法認真做好真空系統查漏工作，同時對凝汽器進、出口水溫、端差、真空、過冷度等運行參數的綜合分析，找出影響機組真空的主要原因，制定處理措施。

2.5 抽氣器工作正常

對于射水抽氣器，平時要加強監視工作水溫度的變化，定期或連續補充冷水，溢出高溫水，防止工作水溫度過分升高。合理布置出水口的位置，保證射水泵工作正常，對抽氣器工作水壓力和流量進行合理控制，以維持正常的抽吸能力。

2.6 減少影響真空的空氣泄漏，加強運行監視，避免因調整不當造成的空氣泄漏；完善、優化可能引起空氣泄漏的系統和設備。

3 結束語

引起汽輪機真空高的原因是個綜合性的問題，它與運行維護和檢修質量密切相關。提高汽輪機的真空度關系著機組的安全、經濟運行，而且對提高全廠的經濟效益有著現實意義。

【參考文獻】

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[2]馬曉峰，祝勇.神寧甲醇廠空分裝置崗位操作法[Z].2011.7.31.

[責任編輯：曹明明]