浅谈机组运行中真空降低的影响及应对措施

浅谈机组运行中真空降低的影响及应对措施

王林语

华能武汉发电有限责任公司 湖北 武汉 430000

摘要：凝汽器真空系统作为火力发电机组的重要组成部分,其运行性能直接关系到发电机组的运行经济性和安全性，在汽轮机正常运行时维持凝汽器真空在合适范围内运行，对发电机组的安全平稳运行具有重要意义。

关键词：凝汽器真空；降低；影响；应对措施

华能阳逻电厂2×640MW超临界汽轮机采用哈尔滨汽轮机厂与三菱公司联合设计、生产的模式。本机组为超临界、一次中间再热、单轴、三缸、四排汽、双背压凝汽式汽轮机，具有较高的效率和安全可靠性。高中压积木块采用三菱公司成熟的设计；低压积木块以哈汽成熟的640MW机组积木块为模型，与三菱公司一起进行改进设计，使之适应三菱公司的1029mm末级叶片。

凝汽器抽真空系统设有三台50%容量的机械真空泵。机组启动时，三台泵同时投入运行，以缩短抽真空时间。正常运行时，一台或两台真空泵投入即可维持凝汽器所要求的真空。凝汽器水室设有一台水室真空泵，以便在循环水泵启动时建立虹吸。

本机组采用单元制直流供水系统，循环水取自长江水。凝汽器管侧设有两套二次滤网和两套胶球清洗装置。凝汽器采用双背压，冷却水管采用TP304不锈钢管。循环冷却水通过两根DN2200的循环水管经自动反冲洗二次滤网先进入低背压凝汽器，然后流经高背压凝汽器后经胶球收球网排至排水口。

提高汽轮发电机工作蒸汽的初参数和降低蒸汽的终参数能有效的提高朗肯循环的热效率，从而提高机组的经济性。真空是影响蒸汽终参数的重要因素，包括设计、安装、制造、运行维护等多方面，对于运行机组我们需要对可能引起凝汽器真空系统故障的原因进行定期的分析，及时发现存在的隐患，采取相应的措施予以解决，确保机组的安全经济运行。

1、真空的形成与意义

凝汽器是保证机组正常运行的重要设备之一，在汽轮机中做完功的蒸汽进入凝汽器汽测，循环水泵不间断的把冷却水送入凝汽器水侧铜管内，通过铜管把热量带走，使排汽凝结成水流回热井被循环利用。蒸汽在冷凝过程中其比容急剧减小，在完全液化后其体积约占原来的三万分之一，因此原为蒸汽所占的空间就形成了真空，而凝汽器中其它不能凝结的气体被真空泵抽走维持着机组真空，从而防止不凝结气体在凝汽器内部积累。真空是完成发电厂热力循环的必要条件，机组在运行中真空下降，将直接影响汽轮机汽耗和出力，同时也给机组的安全运行带来很大的影响，所以运行中密切关注凝汽器真空的变化情况并及时展开运行分析，对保证机组安全经济运行具有重要意义。

2、真空下降的原因及应对措施

汽机各系统的复杂程度较高，当机组在异常工况下运行时不能及时发现及处理就可能影响到其它系统的正常运行，严重时更可能威胁汽轮机组的安全运行，当汽机真空下降或恶化时，要及时根据现象查明故障原因，采取相应措施及时处理，下面是运行中真空系统常见故障及应对措施。

2.1循环水量不足或循环水温升高。循环水量不足的原因主要有：厂用电突然中断、循环水泵跳闸、运行循环水泵进或出口蝶阀误关、凝汽器循环水进或出口蝶阀误关等; 当电厂的循环冷却水为开式水时，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。当循环水量不足或循环水温升高时，应尽快设法保证循环水量供给，避免影响机组运行经济性和安全性。

2.2机组真空系统管道突然发生泄漏或者真空破坏门误动。在此种工况下真空会急剧下降、真空泵电流急剧增大、现场泄漏处有吸气声。此时应立即降低机组负荷至真空值稳定，查找出泄漏点及时进行堵漏或关闭误动阀门。

2.3轴封蒸汽汽调整不当。当发现主机和小机的轴封蒸汽压力过低或中断，大量冷空气从汽轮机轴端吸入而引起真空快速下降，此时应及时恢复轴封蒸汽压力正常，若汽源本身压力不足，应设法恢复汽源。

2.4凝汽器水位过高。凝汽器中凝结水液位过高，淹没部分冷却水管，减少了凝汽器的冷却面积，使部分汽轮机排汽不能及时凝结，导致凝结水过冷度增加，影响机组经济运行。通常造成凝汽器水位异常的原因为凝汽器循环冷却水短时间内大量内漏到凝汽器汽侧所至。此时应设法尽快降低凝汽器水位至正常值，及时校准凝汽器水位测点、化验凝结水水质，做好凝汽器半侧查、堵漏的准备。

2.5除盐水箱严重缺水，大量空气漏入凝汽器。主要现象是真空快速下降、真空泵出力明显增大、凝汽器水位下降，启动补水泵无压力（除盐水箱实际水位低）。此时应立即减负荷维持凝汽器水位、手动关闭凝汽器补水门并启动备用真空泵运行，通知化学给除盐水箱补水至水位正常。

2.6备用凝泵密封不严。凝泵处于备用状态时，凝泵进出口门处于常开状态，若凝泵密封不严漏入空气，空气可能会顺着管路漏入运行凝泵和凝汽器中。会造成运行凝泵出口压力低，凝结水流量迅速下降，最小流量再循环阀开启，除氧器水位低，真空下降。

2.7凝汽器冷却管脏污。在凝汽器汽侧铜管脏污结垢后会使铜管热传导系数增加影响蒸汽的冷却效果，使凝汽器端差增大，排汽温度上升；在凝汽器水侧铜管内结构导致冷却水流动阻力增大，冷却水流量减小，冷却水出入口温差也随之增加。凝结器铜管结垢对真空的影响是逐步积累和增强的，判断凝汽器铜管是否结垢，应与铜管洁净时的运行数据进行比较。凝汽器铜管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，减少了铜管的通流面积。在平时运行中及时启动胶球清洗装置运行和进行二次滤网反洗能有效降低此类因素的影响。

2.8进出口水室有空气。当凝汽器进出口水室中累积有空气时，由于水室容积有限，累积在水室中的空气无法排除必然占据了一部分的水室容积导致循环冷却水的体积流量减少，从而进入凝汽器内的冷却水量降低，使得换热效果变差。

2.9真空泵工作不正常。真空泵工作不正常造成真空缓慢下降的原因主要有：真空泵拖动电机故障引起的真空泵效率下降；真空泵内水环厚度增加引起的效率下降；真空泵汽水分离器水位不正常引起的真空泵效率下降。此时应就地检查真空泵的运行状态，调整汽水分离器水位至正常值，查看电机运行状态，或者倒换备用真空泵运行。

3 总结

在机组的正常运行中关注凝汽器真空度的变化十分关键，运行过程中加强运行管理，对真空系统各参数定时记录，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， 循环水泵电流值等。 总之，影响汽轮机凝汽器真空的因素来自很多方面：设计、安装、制造、运行管理等。例如真空严密性差、轴封系统欠合理、轴封漏汽量多、凝汽器热负荷 过高、循环水量不足、冷却水温高等均可使真空难以达到理想的水平。对可能引起汽轮机凝汽器真空度系统故障的因素定时检查，及时发现问题，及时查明原因，采取措施予以解决，确保机组的安全经济运行。 [参考文献] 

刘爱忠:汽轮机设备及运行 北京:中国电力出版社.2003