浅析滇东电厂汽轮机真空度下降的原因和预防措施
2015年11月27日 15:04 作者:□徐杰强 华能桂林燃气分布式能源有限责任□徐杰强 华能桂林燃气分布式能源有限责任公司
【摘要】 对于凝汽式汽轮机，真空的高低对汽轮机组运行的安全性、可靠性、稳定性和经济性影响极大。而在实际生产中，我们通常用真空度来反映汽轮机凝汽器真空的状况。真空度＝（凝汽器真空值/ 当地标准大气压）X100％；通过对汽轮机凝汽器真空度下降原因的分析，根据相关参数的变化和电厂运行检修规程，提出预防真空度下降的措施，以保证机组在合理的背压下运行，提高机组运行的安全性、可靠性、稳定性和经济性。我厂4×600MW 新建工程机组汽机是东方汽轮电机有限责任公司设计N600- 16.7/538/538-2 并制造的单轴、三缸、双排汽、亚临界、一次中间再热凝汽式汽轮机。机组真空系统主要由NASH 一TC 一11E 型液环式真空泵和凝汽器组成，真空泵设计为两台台运行1 台备用。自机组投产以来，四台机组的真空系统在正常运行中多次出现真空不合格和下降的情况。险些引起机组真空低保护动作，机组跳闸。真空系统存在的问题急需找出原因并予以处理。
【关键词】 凝汽器 真空度 原因分析 预防措施
一、汽轮机凝汽器真空度下降的主要特征
1、真空指示降低；2、排汽无温度升高；3、凝结水过冷度增加；4、凝汽器端差增大；5、机组出现振动；6、在调门开度不变的情况下，汽轮机的负荷降低。
二、汽轮机凝汽器真空度下降原因分析
引起汽轮机凝汽器真空度下降的原因主要有循环水量中断或不足、循环水温升高、后轴封供汽中断、抽气器或真空泵故障、凝汽器满水（或水位升高）、凝汽器结垢或腐蚀，传热恶化、凝汽器水侧泄漏、凝汽器真空系统不严密，汽侧泄漏导致空气涌入等。
2.1 循环水量中断或不足
1、循环水中断。循环水中断引起真空急剧下降的主要特征是：真空表指示回零；凝汽器前循环水泵出口侧压力急剧下降；冷却塔无水喷出。循环水中断的原因可能是：循环水泵或其驱动电机故障；循环水吸水口滤网堵塞，吸入水位过低；循环水泵轴承密封冷却水失去，使空气漏人泵内等。
2、循环水量不足的主要特征是：真空逐步下降；循环水出口和人口温差增大。由于引起循环水量不足的原因不同， 因此有其不同的特点，所以可根据这些特征去分析判断故障所在，并加以解决：① 若此时凝汽器中流体阻力增大，循环水进出口压差增大，循环水泵出口和凝汽器进口的循环水压均增高，冷却塔布水量减少，可断定是凝汽器内铜管堵塞。② 循环水泵供水量减少，一般可从泵人口真空表指示负压减小、真空表指针摆动、循环水泵泵内有噪音和冲击声、电流波动，出口压力不稳等现象进行判断。
2.2 循环水温升高
我厂的循环冷却水水温受季节影响大，特别是夏季，循环水温升高，影响了凝汽器的换热效果。当循环水进口温度升高时，其吸收热量就减少，蒸汽冷凝温度就越高，冷凝温度的升高可使排汽压力相应升高，降低蒸汽在汽机内部的焓降，使得凝汽器内真空下降。循环水温越高，循环水从凝汽器中带走的热量越少，据测算，循环水温升高5℃，可使凝汽器真空降低1％左右。对于采用冷却塔的闭式循环供水系统，水温冷却主要取决于冷却水塔的工作状况。由于飞散及蒸发损失，循环补充用水是较大的，及时补充冷水是保持冷却水塔有效降温的重要方面，应定期检查冷却塔内的分配管是否正常，出水是否完好，这些因素都直接影响水的分布均匀性，影响其散热性能，可见，循环水温度对真空影响是很重要的。
2.3 轴封供汽不足或中断
轴封供汽不足或中断，小机轴封失去，将导致不凝结气体从外部漏入处于真空状态的部位，最后泄漏到凝汽器中，过多的不凝结的气体滞留在凝汽器中影响传热，凝结水过冷度增大，不但会使真空迅速下降，同时还会因空气冷却轴颈， 严重时使转子收缩，胀差向负方向变动。
2.4 真空泵故障
真空泵工作不正常引起真空下降的特征有：真空泵泵体损坏，真空泵分离器水位失去，真空泵入口蝶阀误开或误关。
2.5 凝汽器满水
凝汽器满水( 或水位升高) 淹没了下边一部分铜管，减少了凝汽器的冷却面积，使汽轮机排汽压力升高即真空降低。
造成凝汽器满水的可能原因如下：① 凝结水泵故障。② 凝汽器铜管破裂，此时凝结水水质恶化。③ 备用凝结水泵的进出口阀门关闭不严或逆止阀损坏，水从备用泵倒流回凝汽器。④ 正常运行中误将凝结水再循环门开大。
2.6 凝汽器冷却面结垢或腐蚀，传热恶化
当凝汽器内铜管脏污结垢时，将影响凝汽器的热交换，使凝汽器端差增大，排汽温度上升，此时凝汽器内水阻增大， 冷却通流量减小，冷却水出入口温差也随之增加，造成真空下降。凝结器冷却面结垢对真空的影响是逐步积累和增强的，因此判断凝汽器冷却面是否结垢，应与冷却面洁净时的运行数据比较。凝汽器冷却面结垢的主要原因是循环水水质不良， 在铜管内壁沉积了一层软质的有机垢或结成硬质的无机垢，严重地降低了铜管的传热能力，并减少了铜管的通流面积。
2.7 凝汽器水侧泄漏
凝汽器铜管泄漏，是凝汽器最常遇到的故障之一。凝汽器铜管泄漏，将使硬度很高的冷却水进入凝汽器汽侧，凝汽器水位升高，真空下降，此外还使凝结水质变坏，造成锅炉和其它设备结垢和腐蚀，严重时可导致锅炉爆管。确认凝汽器铜管泄漏时应立即对铜管做堵管处理。
2.8 凝汽器真空系统不严密，汽侧泄漏导致空气涌入
真空系统不严密，存在较小漏点时，不凝结的汽体从外部漏人处于真空状态的部位，最后泄漏到凝汽器中，过多的不凝结气体滞留在凝汽器中影响传热，使真空异常下降，这类真空下降的特点是下降速度缓慢，而且真空下降到某一定值后，即保持稳定不再下降，这说明漏汽量和抽气量达到平衡。真空系统不严密漏气量增多时，表现的主要现象是：汽轮机排气温度与凝汽器出口循环水温的差值增大、凝结水过冷却度增大。此时应立即查找漏气原因和漏气点并予以消除。
2.9 大小机低压缸防爆门破裂导致真空急剧下降。
三、 凝汽器真空度下降的预防措施
真空系统庞大，与真空有关的设备系统分散复杂，真空下降事故至今仍在汽轮机事故中占相当大比重，需要时刻做好真空下降预防工作。
1、 加强对循环水供水设备的维护工作，确保循环水供水设备的正常运行。对冷却水流量和流速进行合理调整。2、 提高真空泵工作性能，加强对凝结水泵，真空泵等空气抽出设备的维护工作，确保其正常运行，我厂现在将高低压侧凝汽器分别接入两台真空泵，一台真空泵备用，提升真空效果明显。3、 轴封供汽压力自动、凝汽器水位自动要可靠投用， 调整门动作要可靠，并加强对凝汽器水位和轴封汽压力的监视。维持轴封系统及水封的正常工作；维持好轴封加热器的正常水位；调整汽轮机轴端汽封间隙，减小轴端漏汽量；严格控制轴封供汽压力、温度，遇到汽封系统运行不正常，应及时进行分析。4、 坚持定期进行汽轮机真空严密性试验， 监视真空系统严密程度。若结果不合格时，应对汽轮机真空系统进行查漏，堵漏。目前检漏方式有真空灌水法和氦质谱检漏法，其中氦质谱检漏法是目前汽轮机真空系统检漏的先进方法。5、 低真空保护装置应投入运行，整定值应符合设计要求，不得任意改变报警、停机的整定值。6、在运行中若凝结水水质不合格，但硬度又不高，可能是由于管板胀口不严有 轻微的泄漏所致。这时，若停运凝汽器，不易找出泄漏处。可以考虑的应急做法是在循环水泵吸入口水中加适量的锯木屑。木屑进入水室中，在泄漏处受到真空的作用会将“针孔”堵塞，可使水硬度维持在合格范围内。7、保持凝汽器管壁和水侧的清洁度，减轻汽器铜管结垢，胶球清洗装置要经常维护，提高凝汽器胶球自动清洗装置的投入率。8、 加强运行管理，对下列各参数定时记录，以便分析比较：凝汽器的真空，排汽温度，凝结水的水质、温度，循环水进出口水温、压力，凝汽器热井水位，凝泵盘根密封水是否正常，循环水泵电流值等。9、 检查冷却塔热力性能，加强运行维护， 调整到最佳工况运行。
四、结语
随着我厂设备的老化，新的原因、象征也会产生，这就需要我们大家在工作的过程中，不断地总结和提高这方面的知识与技能，及时发现问题，及时查明原因，采取措施予以解决，在实际生产中，应当坚持“以设备治理为基础、通过运行方式的调整来克服季节因素带来的不利影响”的原则， 坚持以科学理论分析为依据、紧密结合生产实际、合理组织、统筹安排，对凝汽设备系统全面分析、深入研究、逐步排查，找出真空度下降的关键因素，在确保安全的前提下争取最大的经济效益，确保机组的安全经济运行。参 考 文 献
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