#1汽輪機真空降低的原因分析和處理

揭志成

摘? 要：廣州某電廠#1機自投產以來在額定功率運行一臺水環真空泵真空一直維持在-91 kPa左右，真空嚴密性多次試驗在0.15 kPa/min～0.26 kPa/min。至2018年8月#1機停機檢修完成后，啟動發現#1機在額定功率下運行一臺水環真空泵真空只能維持-85 kPa，針對現場這種情況做真空嚴密性試驗時，由于真空下降過快，而不得不立即停止真空嚴密性試驗，恢復運行工況。該文論述了對此問題的原因分析和處理，對同類型機組類似問題的解決具有一定的借鑒意義。

關鍵詞：汽輪機;真空;原因分析;處理

中圖分類號：TK26? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

廣州某電廠#1汽輪發電機組為廣州廣重汽輪機廠生產的型號為N12-3.8//390℃，型式為中溫、中壓、冷凝式汽輪機。在投產近一年的運行中做真空嚴密性試驗時，多數情況下良好。2018年8月#1機組停機檢修后再次開機發現#1機組真空較之前有大幅下降，真空嚴密性試驗由于真空下降過快而不得不立即停止。為此廠領導指示申請再次停機檢查真空降低的問題。

1 真空形成的原因

該廠凝汽器為表面式、列管式、臥式熱交換器，采用單殼體、對分兩流道、兩流程結構型式，本體由殼體（帶有水室和熱井）、前水室蓋、后水室蓋、彈簧支座組成。相對汽輪機組中心線橫放在排汽缸下面，上面通過排汽縮頸與排汽接管剛性連接，下部通過4組彈簧支座與建筑基礎彈性連接，循環水冷卻水接口從側向接入水室，采用下進水上出水方式，通過法蘭與外部循環水管道連接。汽輪機組運行中排汽被快速冷凝成為凝結水，這樣一來汽輪機排汽的比容就快速下降，這就使凝汽器處于真空狀態。假如此時蒸汽的絕對壓力數值等于4 kPa時，那么此時蒸汽狀態下的體積是水狀態下的容積的3萬倍左右。一旦排汽冷凝成凝結水之后，那么其體積就會大大地減小，最終使凝汽器汽側成了真空狀態，上述因素也是完成汽與水之間正常循環的必要條件。一般凝汽器汽側處在較高的真空狀態，一旦相關設備不嚴就會向凝汽器內漏入空氣。此時的凝汽器中除了有汽輪機排汽后未凝結的氣體，還有相關設備漏入的空氣，如果不及時進行抽氣處理，那么其內部的壓力值就會不斷攀升，進而真空降低，最終造成蒸汽排汽焓值攀升，而有效焓降減小，最終蒸汽循環效率大大降低。真空數值的降低也會造成汽輪機的汽耗、熱耗增加。

2 真空嚴密性差的危害

汽輪機的真空嚴密性降低有較多的危害，可以總結為3個大的方面：第一個方面是嚴密性差會造成較多的空氣漏入真空系統，如果水環水環真空泵不能夠及時地把空氣進行抽取，這就會造成機組的排汽壓力與溫度不斷攀升，從而降低了機組工作效率，嚴重時還會對機組的正常運行產生安全隱患;第二個方面是盡管水環水環真空泵能夠及時抽出漏入的空氣，這需要加大水環真空泵的出力，這對電和水是一種較大的浪費;第三個方面是由于嚴密性差而漏入的空氣會導致機組熱經濟性極度下降，增加了凝結水中的含氧量，從而對相關的低壓設備帶來一定的氧腐蝕性。

真空數值的高低對汽輪機的經濟性有著較大的影響，真空越高，那么其排汽壓力越低，從而有效焓降數值越大，極大地提高了機組的運行效率。真空越低，那么有效焓降越小，機組的運行效率越低。

真空系統漏空氣量與其負荷有較大的關系，不同的負荷值，設備的真空狀態的范圍也不相同，凝汽器內的真空程度也不相同。與此同時，負荷不相同的情況之下，凝汽器內真空下降的速率也有差別?；谏鲜鲆蛩匾幎?，在進行真空嚴密性試驗過程中，汽輪機負荷穩定在80%額定負荷以上。試驗備用水環真空泵正常，切除低真空保護，停運行水環真空泵、連鎖關閉水環真空泵入口汽動蝶閥。30 s后開始每0.5 min記錄機組真空值一次，共記錄8 min，取其中后5 min內真空下降值計算。經查詢相關資料機組容量小于100 MW，真空下降速率需小于0.40 kPa/min，一旦大于上述數值，必須及時尋找原因。

3 真空降低的原因分析

引起真空降低的原因主要有：1）循環水不足及中斷。2）循環水水溫升高。3）后軸封供氣中斷。4）水環真空泵故障。5）凝汽器熱井水位過高。6）凝汽器結垢。7）真空系統不嚴密。

通過上述原因分析及結合該廠運行實際情況逐一排除初步認為是真空系統不嚴密，故采用凝汽器汽側灌水查漏。

4 凝汽器汽側灌水查漏

首先將凝汽器彈性支撐轉換成剛性支撐，在凝汽器熱井磁翻板水位計球閥后接一透明軟管作為臨時水位監測用，接至汽輪機前軸封洼窩下100 mm處綁牢固定。然后開啟除鹽水泵、打開除鹽水泵出口至凝汽器汽側注水門，灌水過程中注意觀察臨時水位計水位高度變化，灌水至排汽缸軸封洼窩下100 mm立即關閉除鹽水泵出口至凝汽器汽側注水門，停止灌水。水位維持2 h。通過現場檢查發現：

（1）#1號機組A水環真空泵入口壓力表接口有部分水滲漏。

（2）#1號機組B凝結水泵入口濾網底部放水孔堵頭有部分水滲漏，如圖1所示。

（3）#1號機組凝汽器汽側人孔門（靠#1號機凝結水泵側）有水滲漏，如圖2所示。

（4）#1號機組一段抽汽安全閥底部疏水法蘭面有水滲漏，如圖3所示。

（5）#1號機組漏氣冷凝器進汽閘閥閥蓋螺栓處有水滲漏，如圖4所示。

5 其余真空系統部件檢查

通過現場檢查發現#1號機組排汽缸防爆膜有多個細孔。解決措施：更換新的防爆膜。如圖5所示。

6 問題的處理及效果

通過對該次查找的漏點進行針對性地處理：1）#1號機組A水環真空泵入口壓力表接口有水滲漏通過重新纏繞生料帶后無滲漏。2）#1號機組B凝結水泵入口濾網底部放水孔堵頭重新纏繞生料帶后無滲漏。3）#1號機組凝汽器汽側人孔門（靠凝結水泵側）更換人孔門橡膠墊后無滲漏。4）#1號機組一段抽汽安全閥更換底部疏水法蘭面金屬纏繞墊片后無滲漏。5）#1號機組漏氣冷凝器進汽閘閥閥蓋螺栓緊固后無滲漏。6）#1號機組排汽缸防爆膜更換。我們對檢修后的機組再進行真空嚴密性試驗，數據已經從不合格甚至不能做，到檢修后的0.32 kPa/min，已經達到合格范圍之內。#1汽輪機在額定功率運行一臺水環真空泵真空能維持到-92 kPa，此后機組在運行的幾個月內，真空嚴密性試驗值一直在合格范圍之內，真空也能維持在較好的水平。

7 結語

通過現場檢查及以往運行情況對該廠#1機組汽輪機真空降低的原因分析，針對以上發現的問題進行現場處理，對有相同問題的機組查找真空降低有一定的參考意義。

參考文獻

[1]李洪亮.汽輪機真空嚴密性較差的原因分析及解決措施[J].民營科技，2012（10）：210-211.

[2]趙常興.汽輪機組技術手冊[M].北京：中國電力出版社，2007.