15MW汽輪機真空度下降原因及對策分析

梁家強(云浮聯發化工有限公司， 廣東 云浮 527300)

15MW汽輪機真空度下降原因及對策分析

梁家強(云浮聯發化工有限公司， 廣東 云浮 527300)

某硫酸廠配套的15MW汽輪機出現真空度下降的問題，導致機組整體的發電效率的降低。本文通過對真空系統進行檢查和分析，發現15MW汽輪機凝汽器出現了嚴重結垢的情況，導致15MW汽輪機的真空度的下降。通過采用高壓水清洗的方式，完善機組真空度，對15MW汽輪機運行效率進行分析，發現15MW汽輪機的運行效率可以達到額定值。

15MW汽輪機；冷凝器；真空度

15MW汽輪發電機組所產電能來自于70 t/h的余熱鍋爐裝置，在機組的負荷不發生任何改變的情況下，15MW汽輪機的真空度發生下降，最低能降低到81kPa。如果機組的真空度下降1%，那么其所需蒸汽量就要多消耗0．5%～1%，所以15MW汽輪機發電機組在運行的環節中，其真空水平對運行的效率和經濟性都產生直接的關系。

1 流程簡介

額定參數的過熱蒸汽(溫度和壓力分別為435℃、3．43MPa)進入汽輪機沖動轉子做功，做功后排出的蒸汽在低壓的狀態下直接進入到凝汽器中，在凝汽器中并通入的循環水冷卻，并最終凝結成水。由于蒸汽在凝結作用下變成液態的過程中，體積迅速縮小到原來的七百分之一以下，從而達到一個高度真空的狀態。為了確保凝汽器高真空狀態，在設備運行的環節中，要采用射水抽氣器，將凝汽器中少許的不凝結氣體抽出，防止不凝結氣體在凝汽器中大量的聚集，導致凝汽器真空下降。在進行射水抽氣器涉及的環節中，射水泵出口一般為壓力0．5MPa以上的自來水或循環水，其溫度要求一般不超過33℃。

2 原因分析

通過對15MW汽輪機運行的原理和流程進行分析中，可以發現凝氣設備對真空度會產生直接的影響，而凝氣設備主要包括凝汽器、凝結水泵、射水抽氣器和汽封系統。本文結合15MW汽輪機運行的情況，分別對真空系統的密封性、凝結水的正常運行、凝汽器抽氣系統的完善，以及提升凝汽器熱量交換效率等方面作了探討。

2.1 真空系統嚴密性

在對真空系統進行調節的環節中，外部的空氣容易進入到真空系統中，所以，應該對真空系統的嚴密性進行檢查，其一應該對負壓管道的法蘭、閥門和玻璃板的液位計進行檢查，在檢查中，可以采用蠟燭點燃產生的熱量進行檢查，可以有效的分析出法蘭和閥門是否產生松動，導致管道出現泄露的情況。其二可以對氣封壓力進行檢查，確保閥位處于穩定的狀態，說明真空系統的嚴密性可以得到保障。

2.2 凝汽器凝結水泵情況

在15MW汽輪機組中，凝結水泵的運行方式一般是一開一備的方式，在凝汽器中會有大量的水凝結，通過這種方式可以將凝結的水直接輸送出去，出口的壓力一般為0．5MPa。如果凝結水泵在運行的環節中，其運行的效率不高，就會出現凝汽器的空間內水位升高的情況，并直接淹沒下部的銅管，從而導致凝汽器的冷卻面積不足，引起15MW汽輪機排氣壓力的升高，最終導致其真空度降低。通過對現場運行情況的分析來看，凝結水泵的出口壓力基本能處于恒定的狀態，凝汽器的液位也十分正常，設備的運行也可以處于穩定的狀態。

2.3 射水抽氣器

射汽抽氣器的工作原理為從射水泵來的具有一定壓力的工作水經水室進入噴嘴。噴嘴將壓力水的壓力能轉變為速度能，水流高速從噴嘴射出，使空氣吸入室內產生高度真空，從而抽出凝汽器內的汽、氣混合物，一起進入擴散管，最后以略高于大氣壓的壓力排出擴散管。通過研究分析可知射水抽汽器工作水溫偏高就是造成真空降低的主要原因之一，一般地說，工作水溫愈低，其能建立的真空愈高，即抽吸能力大；反之工作水溫高，其抽吸能力就小。通過改用溫度較低的自來水，并把射水箱溢流出來的自來水排入循環水池等方式，射水抽氣器的工作溫度得到了有效控制。

2.4 凝汽器效率

汽輪機凝汽器一般采用循環水對汽輪機排汽進行冷卻，為了提升循環水的使用的效率，在15MW汽輪機凝汽器冷卻的環節中，須使用流量計對循環水進行在線的監測。在汽輪機運行中，最常出現的是凝汽器銅管產生結垢及銅管進口被異物堵塞的問題，導致凝汽器熱量交換的效率降低，進而造成凝汽器出現非常大的端差，排氣溫度升高，凝汽器內的水阻值也變大，循環水流量減小，冷卻水出口的溫度也逐漸變大，最終導致真空度的下降。而且凝汽器在結垢后也會導致堵塞的情況產生，導致15MW汽輪機凝汽器循環水使用量的提升。

3 處理措施

在對15MW汽輪機進行檢修后，采用高壓水清洗的方式對凝汽器進行清理，對換熱器兩端的封頭進行更換，這時發現凝汽器管板上會有大量的塑料薄膜覆蓋，導致循環水不能正常的進入，導致換熱的效果不好。在采用靜壓試漏的環節中，發現凝汽器中的管路出現裂縫，導致冷卻水在進入后直接導致真空度下降的情況。為了確保機組的安全的運行，應該及時的處理這些出現裂縫的管道。

4 結語

15MW汽輪機凝汽器進行結垢處理時可采用高壓水清洗的方式，可以有效的清除異物，使凝汽器的換熱效率得到提升，從而提高汽輪發電機組的運行效率。

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