QC小组成果报告书(提高运行机组凝汽器真空)

QC小组活动成果报告

课题名称：提高运行机组真空，达到节能降耗目的

小组名称：运行五值攻关小组

发布人：

一、选题及目标确定：

1．选题理由

汽轮机真空系统是火电厂的一个重要系统，其运行的好坏直接影响到机组的经济性和安全性。对于300MW机组来说，在主蒸汽流量不变的情况下，凝汽器真空每下降1kPa，除了主机功率约下降2～2．5MW之外，其他辅机设备的负载均会有不同程度的增加。在实际工作中，造成凝汽器真空偏低的原因很多，所以必须对真空系统发生的故障进行分析，总结经验，提出日常的监视和防范措施，将运行机组的真空保持在最佳真空状态，这样才能更好地保证机组的正常、经济运行。

2．活动目标：

由于真空系统比较庞大，复杂，影响凝汽器真空的因素很多，如凝汽器结构和管材、凝汽器冷凝面积、真空系统严密性、循环水温度、循环水量、抽气系统能力等。其中，有些已在设计制造环节中确定，如凝汽器的内部结构、管材、抽气系统布置和容量等；有些是受气候和环境因素影响的，如循环水度、潮位等。因此，在实际运行中，影响凝汽器真空的主要因素是凝汽器管的传热系数、真空系统的严密性、循环水量、抽气系统抽气能力等。因此，应针对真空系统的常见故障制定好防范措施，确保真空系统的正常运行,做到经济运行、节能降耗。

3.活动目标确定可行性分析及依据：

本QC小组成员技术业务水平素质高，现场经验丰富，对本课题进行多次理论及实际的研究和探讨，并对以往有关真空系统故障案例进行分析学习总结，参考了大量有关文献初步制定治理措施，完全可以达到预期效果。

二、现状调查：

对于300MW机组来说，在主蒸汽流量不变的情况下，凝汽器真空每下降1kPa，除了主机功率约下降2～2．5MW之外，其他辅机设备的负载均会有不同程度的增加，机组煤耗升高3.099g/kwh 。在实际工作中，造成凝汽器真空偏低的原因很多，所以必须对真空系统发生的故障进行分析，总结经验，提出日常的监视和防范措施，将运行机组的真空保持在最佳真空状态，这样才能更好地保证机组的正常、经济运行。

三、原因分析：

凝汽器真空的建立有2个阶段，在机组启动初期，真空主要是通过抽气装置抽出凝汽器中积存的不凝结气体建立的；在机组带负荷运行时，真空主要是依靠汽轮机排汽被冷却凝结后比容迅速减小形成的。

影响凝汽器真空的因素很多，如凝汽器结构和管材、凝汽器冷凝面积、真空系统严密性、循环水温度、循环水量、抽气系统能力等。其中，有些已在设计制造环节中确定，如凝汽器的内部结构、管材、抽气系统布置和容量等；有些是受气候和环境因素影响的，如循环水度、潮位等。因此，在实际运行中，影响凝汽器真空的主要因素是凝汽器管的传热系数、真空系统的严密性、循环水量、抽气系统抽气能力等。

四、找出主要原因：

真空系统发生的异常和故障，主要有以下几种。

1、真空系统不严密

真空系统发生小幅泄漏一般会导致真空缓慢下降，传热端差小幅升高，过冷度小幅增加。真空系统范围大而且复杂，涉及的阀门、管道及设备多。如果该系统发生的泄漏量大到抽气设备无法及时排出，则不凝结气体在凝汽器汽侧管束周围表面形成气膜，使热阻增加，传热

系数下降，会严重影响凝汽器的传热特性，导致凝汽器端差增大，真空降低。

1．1 轴封系统对真空的影响

在机组长期运行中，由于转子轴颈与汽封片之间互相碰磨，使轴封间隙加大，节流作用降低，这时必须增大轴封汽量才能起到密封作用。但是轴封汽量增加，就可能导致轴封蒸汽外泄，甚至进入润滑油系统，威胁机组运行，这就给轴封压力造成调整困难，压力过高可能导致润滑油进水，过低则造成真空下降。

1．2 真空泵本体故障

正常运行中，水环式真空泵水位过高及过低都会影响水环的形成，对真空泵的正常工作造成破坏，将导致真空泵不工作，导致凝汽器真空下降。

1. 3 凝汽器连接管路各密封水门密封不好

由于凝汽器连接管路各密封水门密封不好，密封水断水或水量少，空气从此进入，引起凝汽器真空下降。

1. 4 主机及小机轴封蒸汽压力低。

轴端密封不好，会使空气由此漏入，导致凝汽器真空下降。

1. 5 高、低加事故疏水及高、低旁至危急疏水扩容器电动阀、气动阀均发生内漏时

就会使大量蒸汽内漏的阀门进入危急扩容器，导致凝汽器真空下降。

2、循环冷却系统故障

循环冷却系统故障包括循环水泵故障和凝汽器管道脏污、堵塞和断裂等。

2．1 循环水泵故障

循环水泵故障可导致循环水泵出力下降，使循环冷却水流量—卜降，最终导致真空急剧下降。

2．2 凝汽器冷却管脏污堵塞引起真空下降

凝汽器冷却管脏污、堵塞和断裂等会导致凝汽器传热系数下降，使凝汽器传热端差增大，真空降低。

2．3 循环水泵跳闸引起机组低真空保护动作

由于循环水泵出口没有逆止阀，故在循环水泵跳闸后，若循环水泵出口阀未及时关闭就容易造成循环水倒流，导致循环水失压，最后引起机组低真空保护动作。

3 、抽气系统故障

抽气系统的作用是，将疑汽器内的不凝结气体及时排出，防止不凝结气体在凝汽器管束汽侧周围表面聚集形成气膜，使热阻增加，传热系数下降，而严重影响凝汽器的传热特性，导致凝汽器端差增大，真空缓慢下降。

凝汽器非凝结气体的来源如下：

(1)从处于真空条件下运行的设备、阀门和管道等的不严密处漏人的气体；

(2)从进入凝汽器的补充水中释放出来的气体；

(3)从由汽轮机排汽和各种排到凝汽器的疏水释放出来的气体。

可见，非凝结气体漏人凝汽器是不可避免的，所以当抽气系统故障而无法将疑汽器中的非凝结气体及时排出时，将导致真空异常。

3．1 真空泵冷却器堵塞使真空降低

我厂真空泵的冷却水采用循环水，所以容易出现冷却器堵塞现象。当发生冷却器冷却管道堵塞时，冷却水流量—下降，使真空泵内工作水温度上升，相应的饱和汽压上升，造成真空泵内工作水发生汽化，抽气能力下降，造成机组真空下降。

3．2 真空泵入口蝶阀未联动

当真空泵启动后，入口蝶阀会联锁打开；当真空泵停止后，入口蝶阀会联锁关闭。若真空泵启动后入口蝶阀未打开，或真空泵停止后入口蝶阀未联锁关闭，都会导致真空下降。

五、拟定措施计划：

根据以上影响因素，为了保证课题目标的实现，达到预期效果，初步制定以下措施，具体实施情况根据现场实际变化定：

在发现凝汽器真空系统异常时，首先应该判断真空故障类型，然后针对故障类型进行处理。应寻找捷径，少走弯路，尽快查明、消除故障，确保机组的正常经济运行。

真空故障类型判断步骤

1 记录异常参数的变化

通常需要记录的参数有：机组负荷、真空、凝汽器排汽温度、凝结水温、循环水进出水温度、循环水进水压力、凝结水溶氧、真空泵电流、机组真空严密性试验结果等。

2 对参数进行分析，确定真空故障类型

将所记录下来的数据与机组正常运行时的数据进行比较、分析，从中找出问题的根源。

(1)真空泵电流。这是—个比较直观的参数，正常情况下真空泵的电流是稳定的，变化较小。当真空泵电流发生较大变化时，通常是真空系统发生异常。由于真空泵的电流大小与抽气出力成正比，所以当真空泵电流上涨较大时，通常是表示机组真空系统产生了新的漏点，当真空泵电流下降较大时，通常是真空泵发生故障了。

(2)真空严密性试验结果。试验时，若后5min的真空下降平均值能达到≤260Pa／min的标准，真空严密性试验才合格。最主要的是要将试验结果与正常时真空严密性试验结果进行比较，若发现真空严密性试验中后5min的真空下降平均值增加较多，即使真空严密性试验结果合格，也表示机组真空系统可能产生了新的泄漏点。

(3)凝结水溶氧随着真空系统漏空气量的加大而增加。正常情况卜，该值在3～4g／L若系统漏空气量增加较多，则凝结水溶氧将大幅度增加。

(4)凝汽器的端差(凝汽器排汽温度与循环水出水温度之差)是反映凝汽器钛管的脏污或凝汽器是否积存有不凝结气体的主要监视参数之一，是凝汽器监视的主要指标之一。对于大型机组，一般控制在3～5℃，如果超过10℃，则说明凝汽器管道脏污、堵塞或者发生大的真空泄漏点。通过对各参数的综合分析，可以判断出故障类型。例如真空泵电流上升较大，凝结水溶氧增加，一般就是系统漏空气量增加了。通过真空严密性试验结果的比较，可以确认漏点的大小。如果发现凝汽器端差增大，循环水温升增加，真空泵电流不变，一般就是循环冷却系统发生故障。

六、实施阶段：

1、真空系统泄漏的处理