汽轮机凝汽器真空降低对机组运行的影响分析

汽轮机凝汽器真空降低对机组运行的影响分析

摘要：分析了解凝汽器真空降低对机组运行的影响，针对凝汽器真空下降的原因提出改进措施，以提高机组效率。

关键词：凝汽器真空，机组运行，改进措施

凝汽器真空变化对汽机正常运行有着重要的影响，真空每降低1%，将使汽轮机的汽耗量平均增加1%—2%，使煤耗增加0.1%—0.15%，故控制好凝汽器真空，保证机组在最有利条件下运行有着重要的意义。

1、影响凝汽器工作的因素

1.1凝汽器中存在的空气对凝汽器真空的影响

在凝汽器中，由于真空系统不能绝对严密而从外界漏入空气，以及蒸汽中所含的不凝结气体在凝结时被析出，会使冷却水管表面形成一层空气膜而降低了传热效果，影响蒸汽的冷却放热。在凝汽器中空气含量越大，对蒸汽的放热影响也越大。汽轮机排汽在凝结初期空气含量相对很小，在蒸汽进入管束逐渐凝结的过程中，空气含量相对不断增加，使蒸汽放热逐渐恶化。凝汽器中的全压力是蒸汽分压力与空气分压力组成的混合压力，由于空气分压力的存在，凝汽器内的绝对压力升高，凝结水中的溶解氧增加，引起机组的经济效益降低，加快了机炉设备及管路的腐蚀速度。

1.2凝结水的过冷却

汽轮机排汽在进入凝汽器时，因空气含量极小，蒸汽在凝汽器中的热交换过程可看作是纯蒸汽与水之间的传热过程，当蒸汽放出气化潜热后，任保持其饱和温度不变的状态下凝结成水，所以凝结水的温度在理论上存在的问题，凝结水的温度低于凝汽器喉部压力下的饱和温度，这种现象称为凝结水的过冷却。过冷却存在的原因有三：一是凝汽器铜管排列不好，缺乏回热通道，管束布置太密，使得蒸汽在进入凝汽器时与冷却水有充分的接触机会。二是凝汽器内积存空气。凝汽器积存空气，使凝汽器内空气分压力升高，真空降低，排气压力升高，在冷却水管表面上会形成传热效果不变的空气膜而影响传热效果。在凝汽器热负荷和冷却水出口温度不变的情况下，凝汽器端差是否增大，是判断凝汽器内是否积存空气的重要依据。三是凝汽器内凝结水位过高而导致过冷却。

2、凝汽器真空下降的原因分析及对策

2.1真空急剧恶化的原因分析及对策

2.1.1循环水中断

我厂射水泵抽气器的水源是经循环水泵出口门后的一个循环水分支，当发生厂用电中断，循环水泵电机跳闸，循环水管爆裂等现象时，都可以导致循环水中断，造成真空下降。为保证循环泵的正常运行和维持射水泵的正常运转，在运行中应将1#、2#机组的循环水联络门处于开启备用状态，这样当一台机组的泵发生故障时，可用另一机组的循环泵作备用，此外，我厂每台机组有两台射水泵，提高了系统运行的稳定性。

2.1.2轴封供汽中断

汽封压力调整器失灵，汽封系统进水等，都可使轴封供汽中断，这样导致大量空气漏入排汽缸，使凝汽器真空下降。此时应迅速将均匀箱的新汽入口门开启少许，以保证汽缸信号管有少量蒸汽冒出。而汽封系统进水则应视具体情况酌情对待，严重时应打闸停机。2.1.3抽气器故障

我厂抽气器为射水泵抽气器，当射水泵失压或射水系统破裂，都将使抽气器发生故障。此时要尽快切换备用泵，及时检修，如系统管道故障，应视情况采取应急措施或停机处

理。

2.1.4凝汽器故障

凝汽器管泄漏，凝结水故障或运行人员维护不当，都可以造成凝汽器满水而导致真空下降。

2.1.5真空系统大量泄漏

由于真空系统管道或阀门零件破裂损坏，引起大量空气漏入凝汽器，这时应尽快找出泄漏处，设法采取应急检修措施堵漏，否则应停机检修。

2.1.6冬季运行问题

在冬季运行，利用限制凝汽器冷却水入口流量保持汽轮机排汽温度，致使冷却水流速过低而在凝汽器冷却水出口管道上部形成气囊，阻止冷却水的排出。

对于上述问题，如处理不及时，将会迫使机组停机。因此要求在岗运行人员做到对每台设备心中有数，迅速发现设备的故障点，确保安全、经济生产。

2.2真空缓慢下降经常发生，一般对机组的安全运行威胁较小，而检查原因却较为困难。

2.2.1真空系统不平衡

这一故障通常表现为汽轮机同一负荷下的真空值比正常时低，并稳定在某一真空值，随着负荷的升高凝汽器真空反而升高。真空系统严密程度与泄漏程度可以通过定期的真空系统严密性试验进行检验。若确认真空系统不严密，则要仔细地找出泄漏处，可用蜡烛或专用的检漏仪器检测，并及时消除。

2.2.2凝汽器水位高

凝汽器水温升高，往往是因为凝结水泵运行不正常或水泵有故障，使水泵负荷下降所致。必要时启动备用水泵，将故障泵停下进行检修。若检查出凝结水硬度大或加热器水位高。此时凝结水再循环门也能造成凝汽器水位高，应多方面综合考虑。

2.2.3循环水量不足

相同负荷下（指排汽量相同），若凝汽器循环水出口温度上升，即进出口温度增大，说明凝汽器循环水量不足，应检查循环水泵工作有无异状，检查循环水泵出口压力，凝汽器水室入口水压和循环水进口水位，检查进口滤网有无堵塞。

2.2.4抽气器工作不正常或效率降低

这种清下可看出凝汽器端差增大，主要检查抽气器的水压是否正常，射水泵的工作电流，抽气器真空系统严密性如何，有条件可试验抽气器的工作能力和效率。

2.2.5凝汽器铜管结垢

凝汽器铜管结垢，致使汽水热交换效率低，端差增大，凝汽器真空降低。

另外由自然条件决定，且随季节而变化。采用循环供水方式时，冷却水温度主要由大气温度及当地大气中相对湿度所决定，同时冷却水系统运行得好坏，冷却系统的结构以及循环水的冷却设备在运行中维护调整得好坏对冷却水入口温度也有较大影响。

通过以上的综合分析不难看出，影响凝汽器真空的因素众多复杂，所以只有熟悉掌握机组系统原理，才能做出准确分析判断。当然也应了解真空降低对机组的影响，主要表现为以下几个方面，蒸汽在凝汽器中的冷源损失增大，机组效率下降，机组出力减少。其二是真空降低，要维持机组负荷不变，需增加蒸汽流量，引起末级叶片可能过负荷，轴向推力增大，推力瓦温度升高，严重时可能烧毁推力瓦。其三是凝汽器真空下降较大而排汽温度上升较高时，将使排汽缸及低压轴承座等部件受热膨胀，引起机组中心偏移，可能发生振动。其四是由于排汽温度升高，可能引起凝汽器冷却水管胀口松动，破坏凝汽器冷却水管严密性。其五是排汽的体积流量减少，对末级叶片工作不利。所以，了解凝汽器真空下降可能产生的原因和后果，才能确保及时准确地对故障进行处理。