汽机凝汽器真空下降的原因分析与处理

汽机凝汽器真空下降的原因分析与处理

韩秀慧

中国能源建设集团东北电力第一工程有限公司辽宁沈阳110179

摘要：凝汽器真空对机组运行安全性和热经济性有很大影响，在机组运行中，凝汽器工作状态恶化将直接引起汽轮机热耗、汽耗增大和出力降低；另外，真空下降会引起汽轮机排汽缸温度升高、汽机轴承中心偏移，严重时还会引起汽轮机组振动。因此有必要分析机组凝汽器真空下降的原因，找出预防真空度下降措施。

关键词：凝汽器真空；原因分析；措施及效果

引言

凝汽设备是凝汽式汽轮机组的一个重要组成部分，它的工作状况直接影响到整个汽轮机的安全性、可靠性、稳定性和经济性。而凝汽器真空度是汽轮机运行的重要指标，也是反映凝汽器综合性能的一项主要考核指标。凝汽器的真空水平对汽轮发电机组的经济性有着直接影响。

1凝汽器真空低的原因分析

1.1真空系统不严密，漏气

汽轮机真空系统所涉及的范围不是一成不变的，正常情况下与汽机所带负荷成反比，即负荷高、范围小，负荷低、范围大。相同条件下，负荷下降，真空反而下降，就有可能存在泄漏点。

1.2循环水泵工作失常

循环水是凝汽器中用于冷却汽轮机排汽的唯一冷却介质，循环水泵的故障必然引起循环水量的降低，严重时可能引起凝汽器循环水失水，导致凝汽器压力急剧升高的严重事故。引起故障的主要原因有：厂用电中断、循环水泵和驱动电机故障、循环水吸水口滤网堵塞、循环水前池水位过低、循环水泵轴封或吸水管漏入空气等造成循环水中断，循环水出水管部分堵塞排水虹吸高度被破坏，造成循环水量不足等。

1.3抽气设备工作失常

抽气设备的任务是在机组启动时建立真空以及在运行中抽除从真空不严密处漏入空气和未凝结蒸汽。随着蒸汽参数的提高和机组功率的增大，以及机组滑压参数运行的运用，大部分机组使用射水抽气器和真空泵。下面以真空泵为例分析其对凝汽器真空度的影响。

水环式真空泵是一种容积泵。如图1所示，叶轮与泵壳不是同一轴心而是有一定偏心值，当转子转动时，会使转动部分容积逐渐增大而吸气，逐渐减小就会将气体排出。具体地说，偏心安装在充有适量工作水的泵体内，带有若干前弯叶片的转子在泵体内旋转时，会形成一个与泵体近似的水环，水环、叶片及泵两侧端盖围成若干个小空间。转子每转动一周，每个小空间均由小到大、由大到小发生周期性变化。当空间变化过程为小到大时，该空间就会产生真空，经进气口吸入气体。当空间变化过程为大到小时，该空间则会产生压力，气体被压缩后经排气口排出。当转子连续转动时，泵会不间断地进行吸、排气过程，从而实现了抽吸真空的目的。

图1水环真空泵工作原理

（1）工作循环水水面高度

工作循环液面应是一定的液面高度，如果液面太高，气水分离困难，排气不畅，造成真空泵真空度降低。如果工作液面太低，则水环真空泵不能再泵筒内形成偏心水环，不能形成吸气、压缩、排气循环，真空泵不能正常工作，真空度将迅速下降。

（2）真空泵抽气不足

当水环真空泵抽气不足时，漏入凝汽器内的空气不能及时地被抽出，造成空气在凝汽器内积聚。空气积聚降低了凝汽器汽侧总的换热效果。并且将降低真空泵抽出凝汽器系统空气的效率；若真空泵停运，外界空气将大量漏入凝汽器中，造成真空急剧下降的严重事故。

（3）凝结水泵工作失常

凝结水泵在运行过程中一般不需要调节，需要调节的是汽轮机组凝汽器热井水位。因为绝大多数的凝结水泵是在凝汽器定水位下运行，以保证凝结水泵吸入口的倒灌高度有一个稳定值，防止凝结水泵叶轮汽蚀，同时，水位过高会浸没冷凝管，减少有效的冷却面积，降低真空，又使循环水过冷，水位过低会影响凝结水泵运行的稳定性。凝结水泵输送凝结水，在吸入水管里几乎处于饱和温度下，当变工况、入口产生涡流等时，极容易使凝结水泵在汽化状态下工作，汽化结果必然会造成泵入口叶轮汽蚀。汽蚀不仅损坏叶轮，缩短泵的使用寿命，还会造成凝结水泵振动，危及运行的安全。为了增加凝结水泵的抗汽蚀性能，在吸入口为150mm及以上的凝结水泵入口首级叶轮前加置诱导轮，诱导轮用防蚀金属制成。

2凝汽器真空低下降的处理

2.1提高真空系统的严密性

在停机时定期对喉部以下凝汽器汽侧和真空系统进行灌水检漏，消除喉部、管道接头、水位计连通接头、凝结水泵轴端密封装置等处的漏汽点；根据负荷的变化，经常调整汽轮机轴封压力；经常检查负压系统的阀门，防止泄漏。机组运行中采用氦气检漏仪检漏等方法做好真空系统查漏工作，对漏点及时彻底处理。在发电负荷紧张的情况下，一般无停机机会，这就必须在运行中进行半边查漏处理凝汽器铜管泄露缺陷，这种情况会影响汽轮机真空及机组负荷降低，且查漏时间较长，对机组的经济运行及发电量都带来影响。经过研究，我们决定使用氦气检漏仪查漏，使用过程中发现氦气检漏仪灵敏度好，对真空系统细微的漏点都能检出，基本能达到不漏检，效果明显，对机组的安全、经济运行打下坚实的基础，大大节省了检修人力、物力、减少了运行的频繁隔离停运操作。

2.2设备变更

提高机组真空将循环水进水二次滤网由原先的正面进水改为冷却塔前池补水滤网后．从源头上直接解决了循环水中杂物，二次滤嘲容易发生堵塞、压差大的问题．大大改善了凝汽器热交换性能。对容易漏空气的设备如高低压扩容器度管道进行整治，如对高、低压扩容器由原来的碳钢材质改为不锈钢材料制作．增加压力容器安全性的间时．减少了真空系统的泄点．解决了原焊逢部分容易发生裂纹而泄漏影响真空的情况。

2.3清洗受热面

冷却面结垢对真空度的影响是逐步积累和增强的，结垢可使凝汽器的阻力损失增大，从而影响凝汽器换热效果。所以我们定期对凝汽器进胶球清洗系统的维护运行管理，另外，机组停运时及时对水室及铜管进行冲洗清理，加强换热效果。

2.4降低冷却水温

降低凝汽器进口冷却水温是提高真空度的有效途径，由于飞散及蒸发损失，冷却补充用水较大，及时补充冷水是保持冷却塔有效降温的重要措施。我们定期检查冷却塔内的分配管是否正常旋转，出水是否顺畅，填料层是否有泥垢等，这些因素都直接影响水的再分布均匀性及其散热大小。

2.5循环水泵的经济调度，改变冷却水量，可改变吸热量

安装时，每台机组配置了2台同型号高低转速的循环水泵，根据冷却循环倍率的要求，配合出口配蝶阀，根据不同季节和机组功率的变化调节水量，利用可切换循环泵的转速调整循环水泵的出力，以达到合适的真空度及节电效果。

结语

凝汽器真空度受到很多因素影响，在凝汽器日常管理中，对真空度的监测及管理是最为关键的一项。分析凝汽器真空度下降的原因，制定预防真空下降的措施，提高凝汽器性能，维持机组经济真空运行，可以直接提高整个汽轮机组的热经济性和安全性。

参考文献：

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