大型空分設備汽輪機凝汽器真空下降的原因分析

王 升

（山西晉煤華昱煤化工有限責任公司，山西晉城 048000）

大型空分設備汽輪機凝汽器真空下降的原因分析

王 升

（山西晉煤華昱煤化工有限責任公司，山西晉城 048000）

就全凝式汽輪機凝汽系統的構成和工作原理，凝汽器真空下降的原因和處理方法進行了簡要介紹，希望有助于空分行業的發展和進步。

煤化工；空分；全凝式汽輪機；凝汽器真空；抽氣器

隨著煤化工和大氮肥的快速發展，全凝式汽輪機在我國煤化工大型空分裝置中逐漸得到廣泛應用。凝汽器作為全凝式汽輪機重要組成部分，對整套機組的熱經濟性、運行可靠性有很大影響。

凝汽器真空下降會直接引起機組耗水量、耗汽量的增大和出力的下降，同時會引起機組軸向推力增大、推力軸承溫度升高。排汽溫度升高還會引起低壓缸變形、汽輪機軸承中心偏移，軸承振動變大，直接影響機組安全運行，必須引起高度重視。本文就全凝式汽輪機凝汽器真空下降的原因和處理方法作一簡要介紹。

1 凝汽系統的構成和工作原理

汽輪機凝汽系統主要由凝汽器、射汽抽氣器、抽氣冷卻器、凝結水泵、排氣安全閥等設備構成。凝汽器將透平的排汽凝結成水，并帶走蒸汽凝結時放出的熱量，建立和維持汽輪機排汽口真空，增加蒸汽的可用焓降；抽氣器將凝汽器及管道漏入的空氣不斷地抽出，以保持凝汽器的真空和良好的傳熱；汽封冷卻器使汽輪機前后軸汽封的漏汽管道形成負壓，漏汽不斷進入汽封冷卻器凝結成水，供鍋爐再使用。

2 凝汽器真空下降的處理原則

真空下降時，應首先對照DCS真空指示和現場真空表數值，參考排汽缸排汽溫度指示，確認真空下降情況，然后開大抽氣器進汽門或啟動備用抽氣器，并根據真空降低程度減小負荷，以維持真空。若真空還繼續下降，立即啟動輔助抽氣器維持真空。同時，查找真空下降原因，并予以消除。若采取措施后，真空繼續下降達0.04MPa以下時，就必須故障停機。

3 凝汽器真空度下降的原因及解決方法

3.1 冷卻水中斷或水量不足

如果真空表逐漸下降或者指示回零，冷卻水壓力急劇降落，是冷卻水中斷的特征，可能原因是廠用電中斷；冷卻水泵或驅動電動機故障；泵進口濾網堵塞；水位過低；泵本身故障等。冷卻水中斷而又沒有備用水源時，在真空降低到允許低限值前，應迅速進行故障停機。而如果真空慢慢下降，進回水有一定的溫差，啟動輔抽能恢復真空時，應迅速消除冷卻水量不足的原因。

3.2 凝汽器滿水

如果凝汽器真空緩慢下降，汽輪機的排汽缸溫度上升，熱井液位不正常上升，凝結水硬度變大，凝結水溶解氧升高。則可能是凝結水泵故障；凝汽器銅管泄漏；回水閥開度太大；凝汽器熱水井的補水閥沒關嚴等引起的凝汽器滿水。應立即啟動備用凝結水泵，維持熱井液位，同時排除回水閥或補水閥問題。如果凝結水硬度變大，水質惡化，對于雙流道凝汽器，可降低負荷停下一半凝汽器，尋找并堵死漏水的管子；當凝汽器銅管大量破裂，水位無法控制、真空無法維持時應立即停機處理。

3.3 凝汽器冷卻面積垢

冷卻面積垢對真空的影響是逐步積累和增強的。其特征為：汽輪機排汽溫度與冷卻水出口溫度的差值增大；抽氣器抽出的蒸汽空氣混合物溫度增高；凝汽器內流體阻力增大；作空氣嚴密性試驗，證明凝汽器漏氣并未增加。可判斷是因冷卻水水質不良，在冷凝管內壁沉積了一層油泥或積垢，堵塞流道，降低了冷凝管的傳熱能力。運行過程中，一般采用投運膠球裝置來實現對凝汽器銅管的清洗作用，但目前大多數空分汽輪機都沒有配備此裝置，只能通過常規的水處理，定期清理循環水池淤泥，來維持清潔度，減輕結垢，提高換熱效果。當積垢過多，真空過低時，就必須停機進行清洗。

3.4 抽氣器工作不正常

當冷卻水出口水溫與排汽溫度的差值增大，抽氣器排氣管向外冒水或冒蒸汽，機組真空下降，經嚴密性試驗證明真空系統漏氣并未增加。可能是抽氣器冷卻水量不足，或者冷卻器內部泄漏造成凝結水短路；冷卻水管破裂；噴嘴磨損或者腐蝕導致抽氣器損壞都將引起真空下降。此時應及時啟動備用抽氣器，然后查找原因進行處理。

3.5 汽輪機軸封壓力不正常

軸封汽壓力、軸封溫度降低，軸封處有明顯的吸氣聲，真空下降。可能原因是低壓（或高壓）密封蒸汽壓力下降或中斷；密封汽系統調節閥卡澀或調節故障，導致軸封供汽壓力不足。使空氣經汽輪機高、低壓缸的前后軸封處進入汽缸內，排汽缸溫度升高，凝結器真空下降。此時應立即檢查軸封壓力、汽源是否正常，在一般情況下，只需要將軸封壓力調至正常值即可。若是無效，再進行其他方面的檢查。

3.6 真空系統管道泄漏

凝汽系統內的法蘭、焊口、設備眾多，查漏是一項細致而繁重的工作，可能是軸封斷汽、破真空閥等閥門關不嚴、排氣安全閥損壞或水封斷水、法蘭接合面、閥門盤根等不嚴密等，處理的方法：機組運行時可用蠟燭火焰試探法、塑料膜封口法檢查；機組停車時可利用適當充壓后噴肥皂水方法檢查。也可灌水查漏或做水壓試驗。

3.7 其他原因

（1）冷卻水溫度偏高。水溫每升高5℃，真空度下降約1%，夏季必要時及時補充冷水。同時確保涼水塔工作正常，定期（2）凝汽器熱負荷過高。凝汽器設計時接入了過多的系統及閥門疏水，增加了熱負荷，當循環冷卻水量一定或不足時，就會導致凝汽器真空度下降。可將此疏水系統加管道分流至疏水擴容器或疏水箱，以降低凝汽器的熱負荷。

4 結束語

凝汽器真空決定了整個裝置的安全穩定運行，需要我們在運行中不斷積累經驗，及時發現、解決問題，才能有利于空分裝置長期高效穩定地運行，提高全廠的經濟效益。

[1] 陳元霸，李光耀.影響火力發電廠凝汽器真空問題的探討[J].廣東電力，2012，25（1）：116-119.

[2] 沈士一.汽輪機原理[M].北京：中國電力出版社，1992.

[3] 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.

Cause Analysis of Vacuum Drop of Steam Turbine Condenser in Large Air Separation Unit

Wang Sheng

The structure and working principle of the condensing system of the whole condensing steam turbine，the reason and the method of the vacuum drop of the condenser are brief l y introduced，hoping to contribute to the development and progress of the air separation industry.The following are the same as the.

coal chemical；air separation；total condensing；steam turbine；condenser；vacuum exhaust

TM621

A

1003–6490（2017）03–0009–02