汽轮机真空低原因分析及对策

汽轮机真空低原因分析及对策

滕飞

华电新疆五彩湾北一发电有限公司

摘要：汽轮机凝汽器的真空度直接关系到汽轮机运行的安全性、可靠性和合理性。当凝汽器真空度降低时，汽轮机的蒸汽消耗和热消耗相应增加，负荷降低。当真空度严重下降时，排气缸的环境温度将上升超过规定值，导致排气缸膨胀和变形，机组芯偏离，导致机组振动。当机组剧烈振动时，声隙将消失，电机转子和定子将相互碰撞，对机组造成极大损坏。凝汽器真空调节过高也会增加循环水泵和冷却塔风机的电耗，增加发电成本，危及机组运行的合理性。为了保证汽轮机的高效、平稳运行，有必要分析和解决危及凝汽器真空的各种因素，并将真空控制在一定范围内。

关键词：汽轮机；真空低；原因；对策

1汽轮机低真空供热改造难题

有些公司虽然给出了具体的改造方案，但在具体改造的全过程中也存在一些难以摆脱的困难。关键是，根据原机组，其排汽首先进入冷却器。在真空泵送系统的作用下，冷却器还保持相对较高的真空，这促进了排气进入冷却器，其工作压力和环境温度将保持在相对较低的水平。然后，由于材料的限制，气缸无法通过生铁承受较高的排气温度。一旦进行低真空供热改造，排气温度将随着冷却器真空度的降低而升高。此时，后汽缸将承受环境温度相对较高的排气。如果超出轴承范围，往往会导致气缸变形。因此，为了保证机组的运行安全，必须有效控制冷却器的高真空工作压力。

2机组真空系统查漏分析

某火力发电厂生产车间的几台汽轮机由于真空密封不良而出现低真空。在此期间，对该机构进行了真空密封性测试。由于泄漏较大，气密性试验无法正常进行。在整个运行过程中，多次停机。选择真空系统软件管道和机器设备，通过注水查找泄漏。根据泄漏修复解决了真空问题。然而，每次发现一些轻微泄漏，如填料和密封垫片处的蒸汽泄漏。重启后，真空值仍然没有改善。长期低真空运行严重影响了汽轮机的正常运行。根据技术规范，机组只能在减负荷下运行。因此，Phoenixxl300氮气质谱检漏仪被确定用于汽轮机真空系统的软件检漏。以某热电厂50MW汽轮机为例，根据真空设备系统和管道上的氮气喷射情况，将氮气质谱仪吸入口放置在离心泵和真空提取器的回水部分，以测试是否存在泄漏。

3原因分析及处理

3.1循环水系统的检查

火电厂汽轮机循环水系统软件的配套凝汽器为两级两面式。1#、2#汽轮机有四台循环水泵并联。当两台机组正常运行时，两台循环水泵运行，两台备用。经监督检查，循环水泵工作电流正常，总流量达到设计点。

运行中，1#汽轮机凝汽器西侧循环水路二次滤网因喷水填料碎屑多次堵塞，西侧循环水路工作压力从0.15MPa降至0.12MPa，导致该侧循环水总流量下降，冷凝器的实际冷却效果降低，真空度降低。岗位人员应降低负荷，停止半凝汽器运行，对该侧二次滤网进行反冲洗，消除二次滤网处的渣。

二次滤网反洗方法如下：将机组用电负荷降至15mW以下，如下图1所示，打开一侧循环水渠二次滤网污水处理感应阀a，打开循环水智能回水应急阀B，关闭侧循环水渗漏感应阀C，凝汽器内部结构的循环水通过重力向下反冲洗二次滤网，二次滤网内的渣被反冲洗掉，通过污水管进入回水管，从应急阀排出。

经检查发现，二次滤网堵塞的炉渣由闭式冷却塔喷淋填料组成。经检查，四个冷却塔填料的更换日期在有效期内。然而，部分喷淋喷嘴被堵塞，导致冷却塔喷淋不均匀，部分填料因严重冲击而损坏。机组维修更换了62个封闭冷却塔堵塞的喷嘴，优化了封闭冷却塔的配水均匀性，减少了流水对浇水填料板的影响。

虽然反冲洗后西部循环水渗漏的工作压力上升至正常工作压力，但由于二次滤网的污水管与回水管相连，部分炉渣在反冲洗后返回封闭式冷却塔，不能完全排出。一段时间后，它将再次堵塞，二次滤网必须再次反洗。

二次滤网的污水管道通过机组维护进行优化。如下图2所示，二次滤网污水管与回水管断开，循环水直接排放。改进后，反洗效果显著，堵塞的污垢完全清除，二次滤网清洗干净。

3.2循环水浓缩倍率的监视调整

循环水浓度比是指冷却循环水系统软件运行过程中，由于失水、风损等因素，循环水连续抽取的倍数。这是检查水处理质量的重要指标值。浓度比低，耗水量扩大，水处理剂的效率不能充分利用；浓度比高，循环水在空调铜管中容易结垢和腐蚀。

本着节约水资源、避免结垢的原则，根据总氮指标值及时添加阻垢缓蚀剂，每月添加农药和杀菌剂两次，循环水浓度比控制在2.3-2.5，岗位人员每2小时进行一次水质检测，并参考机组负荷，调整循环水环境温度和冷却塔离心风机运行工况，以调节循环水补充流量。循环水手动补水保湿阀改为感应阀，可远程控制阀门开度，方便循环水指标值的操作，提高工作效率。

3.3真空破坏门的检查

真空破坏阀从冷凝器至喷水离心泵的管道中引出。如果误打开真空破坏阀或发生空气泄漏，将影响喷水真空泵系统软件的工作效率，导致真空降低。检查真空损坏门及时关闭，用臂接近损坏门进出口支管，无明显反吸。为了彻底解决这一问题，将水作为排气阀引入真空损坏门上的管道，并做好水位标记。1h后，未发现水位下降，可判断闸阀无漏气。

3.4真空系统阀门的检查

机组真空系统软件的严密性与凝汽器的真空度直接相关。真空密封性差表明有大量空气泄漏到真空中，这也会降低冷凝器的热交换效率并降低真空度。随着气体分压的增加，氧气在冷凝水中的溶解度增加，冷凝水中的氧气含量增加，冷凝水管道和低压加热器的腐蚀增加。随着气体分压升高，蒸汽分压降低，冷凝水的环境温度低于排气压力下相应的饱和温度，也会导致冷凝水过冷，降低汽轮机的合理性。

在1#汽轮机运行过程中，工作人员对与凝汽器连接的所有负压管道、法兰和闸阀进行了统计分析，列出了细节，并根据细节发现泄漏形式为烛光法和肥皂水。未发现泄漏。1#汽轮机停运检修。根据运行过程，向冷凝器中注水以查找泄漏。水流入凝汽器喉部，水流入低压加热器进汽管，至汽轮机抽汽口下侧。检查真空系统软件的所有管道、闸阀和法兰均无渗水现象。结果，消除了真空系统软件密封不良的问题，系统软件存在泄漏，可能导致1#汽轮机真空度低。

3.5安全分析

因为在低真空条件下长期运行也会增加汽轮机的排气温度，机组将偏离设计条件，从而导致热变形。为此，为了确保汽轮机在低真空条件下的运行安全，有必要减少抽汽量并增加排放至低压缸的蒸汽流量。此时，由于增加的轴向推力，机组将在机组纯冷凝运行期间防止较大排量超过排汽量。其次，选择能在120℃下运行的机组排气缸材料，以替代可能产生热变形的材料，使其承载能力满足低真空运行标准。虽然材料更换不能避免燃气电机转子低电压后汽缸位置的热变形，但由于喘振范围处于可控水平，可以确保汽轮机的运行安全。

结论

综上所述，汽轮机低真空循环水加热系统的改造不仅有助于电厂取得更好的经济效益，而且带来了最理想的社会效益和经济效益。此外，整个改造过程并不复杂，可以进一步提高机器运行的安全性和可靠性。因此，各电厂和电力行业也应高度重视汽轮机的改造。在提高企业利润的同时，也为社会带来了新的效益，为国内时代的发展、繁荣和稳定做出了突出贡献。

参考文献：

[1]郝晶.汽轮机低真空供热改造技术的分析[J].清洗世界，2021,37(10):132-133.

[2]陈永辉，李志强，蒋志庆，等.200MW机组低真空供热改造方案及节能分析[J].汽轮机技术，2019,61(6):468-470;420.

[3]李春旭.135MW机组循环水低真空供热改造应用[J].化工设计通讯，2018,44(11):105.

[4]潘炜.300MW汽轮机组高背压供热系统的改造设计[D].哈尔滨：哈尔滨商业大学，2018.