凝汽器真空系统的作用
浅谈火力发电厂凝汽器真空系统原理及故障处理
浅谈火力发电厂凝汽器真空系统原理及故障处理发表时间：2016-12-07T15:00:13.553Z 来源：《科学教育前沿》2016年11期作者：李永强[导读] 主要原因是由于汽轮机的排汽被冷却成凝结水，其比容急剧缩小。
如蒸汽在绝对压力4Kpa时蒸汽的体积比水的体积达3万多倍。
（大唐国际张家口发电厂河北张家口 075133）【摘要】汽轮发电机组真空系统运行是否正常直接影响着汽轮机组的热经济性和安全性，及时发现和处理凝汽器真空泄露是十分必要的。
【关键词】凝汽器；真空；泄露中图分类号：TM621 文献标识码：Ａ文章编号：ISSN1004-1621（2016）11-0076-02 一、汽轮机真空抽气系统的工作原理1主要原因是由于汽轮机的排汽被冷却成凝结水，其比容急剧缩小。
如蒸汽在绝对压力4Kpa时蒸汽的体积比水的体积达3万多倍。
当排汽凝结成水后，体积就大为缩小，使凝汽器内形成高度真空。
2真空的形成和维持必须具备三个条件：1）凝汽器钛管必须通过一定的冷却水量。
2）凝结水泵必须不断地把凝结水抽走，避免水位升高，影响蒸汽的凝结。
3）抽气器必须把漏入的空气和排气中的其它气体抽走。
对于凝汽式汽轮机组，需要在汽轮机的汽缸内和凝汽器中建立一定的真空，正常运行时也需要不断地将由不同途径漏入的不凝结气体从汽轮机及凝汽器内抽出。
真空系统就是用来建立和维持汽轮机组的低背压和凝汽器的真空。
低压部分的轴封和低压加热器也依靠真空抽气系统的正常工作才能建立相应的负压或真空。
二、抽真空系统的作用和形式在机组启动过程中，除氧器加热凝结水后，就可能会有热水进入凝汽器，待到锅炉点火汽轮机进汽暖机时，将有更多的蒸汽进入凝汽器。
如果凝汽器内没有建立一定的真空，汽水进入凝汽器就会使凝汽器形成正压，损坏设备。
凝汽器建立真空更是汽轮机冲转必不可少的条件。
凝汽器及一些低压设备（如凝结水泵、疏水泵及部分低压加热器等）在正常运行时，内部处于真空状态，由于管道和壳体不严密，空气就会漏人，从而破坏凝汽器真空，危及汽轮机的安全经济运行。
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。
影响汽轮机凝汽器真空主要因素作用分析
影响汽轮机凝汽器真空主要因素作用分析发布时间：2022-04-25T09:36:38.801Z 来源：《中国电业与能源》2022年2期作者：诸葛峰[导读] 在国民经济发展中能源工业属于基础性工业，直接影响到能源的稳定供应。
诸葛峰中核运行管理有限公司摘要：在国民经济发展中能源工业属于基础性工业，直接影响到能源的稳定供应。
针对电力工业而言，属于能源工业中重要组成部分，又因为凝汽器为电厂的一项重要设备，所以其各方面性能会直接影响到汽轮机组，也能保证稳定运行并达到最佳真空效果。
对此，本文将简要分析凝汽器影响的主要因素。
关键词：凝汽器；汽轮机；真空；影响因素引言：针对汽轮机组而言，凝汽器属于关键组成部分之一，怎样提升凝汽器整体效率，逐渐成为促进机组效率提高的关键所在。
凝汽器在实际运行过程中，如果其工作状态持续恶化，一方面汽轮机会加大气耗和热耗，另一方面如果发生真空下降很容易提高排汽缸温度，轴承中心则会发生偏移。
在真空降低情况下蒸汽流量增加，对汽轮机运行安全造成影响。
一、简析真空降低的主要原因第一，凝汽系统。
针对汽轮机真空下降而言，汽侧系统满水是一个常见的影响因素。
若是汽侧空间原本水位逐渐提高，这样冷凝管会被淹没而且缩减冷却面积，从而会提高排汽压力。
提升的水位如果能和抽汽口趋近真空则会下降，依据抽汽口被淹没的程度，起初真空度会缓缓降低，但是随后会加快速度，真空表的指示也会随之下降。
第二，轴封系统。
汽轮机组轴封设计是，实际运行环节中的压力为。
如果想证明轴封系统有没有漏气，可将提高至并打开旁路阀门，蒸汽虽然在高点轴封放气处溢出，可是真空度却未出现变化，由此可以测试轴封系统是否能够照常稳定运行。
第三，抽气器出现故障。
启动抽气器属于常用的抽气器类型，开机时依据设计首先运用抽气器。
正常运行期间一些企业配置的抽汽器则是开备，可在具体使用过程中可由真空度的高低将两者根据需求投入使用。
如经过检查真空度依旧未达到要求，应检查工作喷嘴有没有发生堵塞，确保其能够正常工作。
简述凝汽器真空
简述凝汽器真空摘要：随着我国电力市场体制的逐步完善和竞价上网的全面展开，对汽轮机的运行经济性提出了更高的要求。
其中，大容量汽轮机主要辅机的合理运行方式对汽轮机的经济性产生了很大的影响。
在汽轮机的众多辅助设备中，当给水泵采用小汽轮机带动后，冷却水系统中的循环水泵成为耗电量最大的设备，约占汽轮发电机组发电量的1%--。
%1.5这就要求汽轮机运行部门根据当时的汽轮机负荷和冷却水温度，及时调整冷却水系统的运行方式，调整循环水泵运行的台数，实现冷却水系统的优化运行，保持。
凝汽器在最佳真空下运行，最大限度的提高汽轮机的运行经济性关键词：凝汽器真空冷却水经济性Abstract：With the gradual improvement of China's power market system and the full implementation of bidding, higher requirements are put forward for the operation economy of steam turbines. Among them, the reasonable operation mode of main auxiliary equipment of large capacity steam turbine has a great impact on the economy of steam turbine. Among the many auxiliary equipment of steam turbine, when the feed water pump is driven by a small steam turbine, the circulating water pump in the cooling water system becomes the equipment with the largest power consumption, accounting for about 1% - 1.5% of the generating capacity of the steam turbine generator set. This requires the steam turbine operation Department to timely adjust the operation mode of the cooling water system and the number of circulating water pumps according to the steam turbine load and circulating water temperature at that time, so as to realize the optimal operation of the cooling water system, keep the condenser operating under theoptimal vacuum, and improve the operation economy of the steam turbine to the maximum extent.前言：目前，已经有不少参考文献对凝汽器最佳真空的确定方法进行了讨论。
凝汽器与真空系统
什么是极限真空?
1.凝汽器的最佳真空有最佳设 计真空和最佳运行真空两种概 念。 2.凝汽器的最佳设计真空是指 在新设计一个发电厂时，整个 发电厂冷却系统中所选择的设 备容量、参数、设备相互匹配 以及年运行费用为最少时所确 定的凝汽器压力。 3.凝汽器的最佳运行真空是指 在一个已投运的热力系统中， 设备的型式、容量、参数及设 备间的匹配关系都确定的条件 下，使热力系统运行时的热耗 为最小的凝汽器压力。
如图所示为凝汽设备的原则性 系统图。循环水泵4使冷却水不断 地流经凝汽器3。进入凝汽器的蒸 汽被冷源冷却后，凝结成水。凝结 水被凝结水泵5抽出，经过加热器 和除氧器等进入锅炉循环使用。由 于凝汽器在工作时内部具有高度真 空，所以空气会从不严密处漏入。 为了防止空气在凝汽器内积存，就 要不断地将空气抽出，所以，还设 有抽气器6。 凝汽设备的任务是：
•
凝汽器过冷度产生的原因
• ①由于冷却水管管子外表面蒸汽分压力低于管束之间的蒸汽平均 分压力，使蒸汽的凝结温度低于管束之间混合汽流的温度，从而 产生过冷。 ②由于凝结器内存在汽阻，蒸汽从排汽口向下部流动时遇到阻力， 造成下部蒸汽压力低于上部压力，下部凝结水温度较上部低，从 而产生过冷。
③蒸汽被冷却成液滴时，在凝结器冷却水管间流动，受管内循环水冷却， 因液滴的温度比冷却水管管壁温度高，凝结水降温从而低于其饱和温度， 产生过冷。 ④由于凝结器汽侧积有空气，空气分压力增大，蒸汽分压力相对降低，蒸 汽仍在自己的分压力下凝结，使凝结水温度低于排汽温度，产生过冷。 ⑤凝结器构造上存在缺陷，冷却水管束排列不合理，使凝结水在冷却水管 外形成一层水膜，当水膜变厚下垂成水滴时，水滴的温度即水膜内、外层 平均温度低于水膜外表面的饱和温度，从而产生过冷却。 ⑥凝结器漏入空气多或抽气器工作不正常，空气不能及时被抽出，空气分 压力增大，使过冷度增加。 ⑦热水井水位高于正常范围，凝结器部分铜管被淹没，使被淹没铜管中循 环水带走一部分凝结水的热量而产生过冷却。 ⑧循环水温度过低和循环水量过大，使凝结水被过度的冷却，过冷度增加。
凝汽器与真空系统
在运行过程中，抽气器和真空泵持续工作，抽出漏入凝汽器的空气和不凝结的 气体，同时冷却水不断循环，确保凝汽器内的真空状态得以维持。
真空度对机组运行影响
01
02
03
热效率
真空度越高，汽轮机排汽 压力越低，机组热效率越 高。
安全性
过低的真空度可能导致汽 轮机排汽温度过高，对机 组安全运行造成威胁。
04
冷却水进出口温度
反映冷却水吸收热量的能力， 影响凝汽器的真空度。
汽轮机排汽压力
凝汽器真空度的直接体现，影 响机组热效率和安全性。
凝汽器端差
汽轮机排汽温度与冷却水出口 温度之差，反映凝汽器的传热
效果。
凝结水过冷度
凝结水温度低于汽轮机排汽饱 和温度的差值，过冷度大会增
加机组热耗。
02 真空系统组成及作用
凝汽器铜管泄漏
长期运行导致铜管腐蚀穿 孔，或者由于铜管胀口松 动、脱落引起泄漏。
凝汽器水侧结垢
循环水水质不良，导致凝 汽器水侧结垢，影响传热 效果。
真空系统常见故障类型及原因
真空系统严密性下降
真空系统阀门、法兰、焊口等处泄漏， 导致空气漏入真空系统，严密性下降。
真空泵性能下降
冷却器冷却效果差
冷却器冷却水管路堵塞、冷却水量不 足或冷却器内漏等，导致冷却效果差， 影响真空度。
设备状态良好；
对发现的问题及时进行处理， 包括更换损坏的部件、清洗水 路等；
检修完成后，对凝汽器进行真 空严密性试验，确保真空系统 的密封性。
提高设备可靠性和寿命措施
采用高品质的材料和先进的制造工艺， 提高设备的耐久性和可靠性；
对设备进行定期的性能测试和评估， 及时发现并处理潜在问题；
火电厂真空系统及相关异常案例分析
各种表计及保护齐全完好、投入正常，控 制气源投入
开式水系统已投运正常 凝结水系统已投运正常 凝汽器真空破坏门关闭(手动门开启），水
封注水。 开启A/B侧凝汽器抽真空手动门 真空泵及汽水分离器放水门关闭 真空泵汽水分离器注水1/2~2/3 投入真空泵冷却器冷却水 真空泵电机测绝缘送电
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。
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。
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。
凝结水泵必须不断地把凝结水抽走，避免 水位升高，影响蒸汽的凝结；
真空泵必须把漏入的空气和其他不凝结气 体抽走。
四、水环式真空泵 叶轮偏心地装在接近圆形的泵体内 。在泵
体中装有适量的水作为工作液。当叶轮按 图中顺时针方向旋转时，水被叶轮抛向四 周，由于离心力的作用，水形成了一个决 定于泵腔形状的近似于等厚度的圆柱形腔 室。水环的上部分内表面恰好与叶轮轮毂 相切，水环的下部内表面刚好与叶片顶端 接触。此时叶轮轮毂与水环之间形成一个 月牙形空间，而这一空间又被叶轮分成和
经过：2003年10月24日机组负荷 120WM，电动给水泵运行，#1、#3真空 泵运行，低加、高加投入运行，#5磨煤机 运行，1：06发现高压缸上下缸温差有上长 趋势，280/317℃，Δt为37℃；1：37机组 升负荷至120WM；1：41高压缸上下缸温 差为274.5/317.1℃，Δt为42.6℃；由于高 加
汽轮机凝汽器与真空
汽轮机凝汽器与真空汽轮发电机组真空系统漏泄直接影响着汽轮机组的热经济性和安全性,-是影响机组热经济性，一般真空值每降低1，汽耗约增高1.5%--2.5%左右,传热端差每升高1°C，供电煤耗约增加1.5%--2.5%左右,所以真空值的高低对汽轮机的热经济性有很大影响；二是影响二次除氧效果，加剧低压设备管道腐蚀，对机组的安全运行非常不利；三是影响蒸汽凝结及热交换性能,增大过冷度和换热端差,增加真空泵的负担。
凝汽式或抽凝式汽轮机的真空下降原因很多，短时间很难查清或处理，是一项难以解决的问题。
综合自己二十年的工作经验，将影响因素逐级分类，范围逐步缩小，对常见问题基本都能判断准确。
虽然是针对中小机组而言，但大机组也可以借鉴。
大致判断过程是通过端差和过冷却度变化确定大类，再通过温度、压力、液位、负荷及真空波动情况确定原因。
一、当只有真空下降，过冷却度和端差都基本不变时，一般是循环水系统故障。
(1)凝汽器进口管板脏污或出口水室存气会增加设备流动阻力,使循环水进出口压差增大,水量减少,液相传热系数降低，总热阻增大，传热温差(饱和水汽与循环水平均温差)增大,排汽温度升高,真空降低：同时，总传热量基本不变，水量减少，进出口温差增大，进口不变时，出口温度升高。
(2)凝汽器进水管道阻塞，会使循环水泵出口压力与凝汽器入水压力差增大，循环水量减少，真空降低，出口水温升高，凝汽器进出水压差减小。
(3)凝汽器出水管路堵塞或阀门未全开，会使水量减少，真空降低，出口水温升高，整体压力升高，凝汽器进出口压力差下降。
(4)循环水泵故障(水池水温低、入口滤网堵塞、吸入空气、水轮导叶磨损等)，会使管路整体压力下降，泵电流降低，真空下降，出水温度升高。
部分循环水泵跳闸，会使水压和排汽真空迅速下降，泵电流消失。
(5)冷却风机断电，会是凝汽器进水温度持续上升，真空不断下降。
循环水故障会使真空降低，但不会使真空波动。
二、当伴随真空下降,只有端差增大,过冷却度没有变化时；此现象基本可以判断为凝汽器铜管结垢。
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凝汽器真空系统的作用
凝汽器真空系统，作为热力发电厂的核心组成部分，其重要性不言而喻。
该系统主要服务于蒸汽轮机，确保其正常、高效地运行。
凝汽器真空系统的作用不仅体现在提高蒸汽轮机的效率上，还涉及整个电厂的经济性、安全性以及环境保护等多个方面。
一、提高蒸汽轮机效率
凝汽器真空系统的首要任务是建立和维持凝汽器内的真空状态。
蒸汽轮机在做功后，排出的乏汽进入凝汽器，在真空状态下迅速冷凝成水，这一过程释放出的潜热被冷却水带走。
乏汽的快速冷凝对于蒸汽轮机的连续运行至关重要，因为它确保了蒸汽轮机能够不断地接收新的蒸汽进行做功。
凝汽器内的真空度越高，乏汽冷凝时的压力就越低，对应的饱和温度也就越低。
这意味着冷凝过程可以在更低的温度下进行，从而减小了冷凝过程中不可逆的热损失。
因此，提高凝汽器的真空度有助于提高蒸汽轮机的热效率。
二、提升电厂经济性
凝汽器真空系统的良好运行对于电厂的经济性有着显著的影响。
一方面，提高蒸汽轮机的效率意味着在相同的燃料消耗下可以产生更多的电能，从而降低了发电成本。
另一方面，凝汽器真空系统的优化还可以减少冷却水的用量，这对于水资源紧张的地区尤为重要。
此外，凝汽器真空系统的稳定运行还可以延长设备的使用寿命，减少维修和更换设备的费用。
真空系统的故障往往会导致凝汽器内压力升高，乏汽无法及时冷凝，进而造成蒸汽轮机的负荷增加、温度升高，甚至可能引发设备的损坏。
因此，保持凝汽器真空系统的良好状态对于电厂的长期经济运行至关重要。
三、保障电厂安全性
凝汽器真空系统不仅在提高电厂经济性方面发挥着重要作用，还在保障电厂安全性方面具有不可忽视的意义。
如前所述，真空系统的故障可能导致蒸汽轮机的负荷增加和温度升高，这不仅会影响设备的正常运行，还可能引发安全事故。
例如，过高的温度可能导致蒸汽轮机叶片的变形或断裂，进而造成设备的严重损坏。
此外，凝汽器内压力的升高还可能导致冷却水管路的破裂，冷却水泄漏到高温设备中可能引发爆炸等严重后果。
因此，凝汽器真空系统的稳定运行对于保障电厂的安全性具有十分重要的作用。
四、促进环境保护
凝汽器真空系统在环境保护方面也发挥着积极的作用。
首先，提高蒸汽轮机的效率意味着在产生相同电能的情况下需要燃烧更少的燃料，从而减少了温室气体和其他有害物质的排放。
这对于缓解全球气候变化和减少空气污染具有重要意义。
其次，优化凝汽器真空系统还可以减少冷却水的用量和废水的排放。
在一些地区，电厂的冷却水可能来自淡水资源，减少冷却水的用量有助于节约宝贵的水资源。
同时，废水的减少也减轻了电厂对环境的负担，有利于保护生态环境。
五、结论
综上所述，凝汽器真空系统在热力发电厂中扮演着举足轻重的角色。
它不仅提高了蒸汽轮机的效率和经济性，还保障了电厂的安全性和促进了环境保护。
因此，在电厂的设计、运行和维护过程中应充分重视凝汽器真空系统的作用和地位，确保其稳定、高效地运行以满足电厂和社会的需求。