汽轮机真空系统常见问题解析

汽轮机真空系统常见问题解析

摘要：凝汽式汽轮机的真空值是衡量机组安全、经济运行的重要指标，而凝汽

器是形成汽轮机真空的主要辅机设备，其主要作用是降低汽轮机的排汽压力，即

形成高度真空，以增大蒸汽在汽轮机内的理想焓降，保持凝汽器的较高真空，对

促进汽轮机组的安全、经济、稳定运行具有重要意义。

关键词：汽轮机真空系统常见问题解析

引言

凝汽器真空是火力发电厂监视的重要参数，真空的高低直接关系到整个电厂

的安全性和经济性。以660MW超超临界机组为例，真空下降1kPa影响煤耗约2．35g/kW·h，影响热耗率约0．25%，在当前节能降耗的严峻形势下，足见真空

这一指标对电厂热经济性及电厂效益的重要性。另一方面，真空下降也会引起汽

轮机轴向位移增大，推力瓦过负荷，排气温度升高，气缸中心线变化引起机组振动，蒸汽流量增大，机组叶片过负荷等异常，对机组安全运行构成严重威胁。1

汽轮机凝汽器真空的原理及作用

汽轮机凝汽器将汽轮机的循环冷凝水循环利用，将汽轮机排汽冷凝成水，在

排汽处制造并维护真空，是一种换热器。汽轮机排汽端真空在大气压中的比例，

是凝汽器的真空度。汽轮机的排汽被冷凝成水，迅速缩小比容，是形成真空环境

的基础。由于排汽凝结成水，出现急剧减少体积，内部高度真空。通常判断凝汽

器真空的好坏，依据汽轮机组参数的高低。提高凝汽器真空，对发电厂的经济性、汽轮机热效率、凝汽器真空进行有效分析，提高发电厂的经济性，提升汽轮机热

效率。真空与排汽的温度呈反向关系，与汽轮机热循环效率呈正向关系。

2汽轮发电机组真空异常分析

凝汽式汽轮发电机组中，在做功超负荷、在机体状况呈负载仍继续运行一定

时间时，真空运行系统工作量超负荷，无法维持正常真空度，此时凝汽器中的真

空度开始成比例下降，此时系统为维持真空度，通过保持凝汽器中冷却水的温度，进行调节，通过改变冷却水量时冷却水温度保持在20摄氏度，进而增加凝汽器

中的转换热量，达到提高真空度的目的。但在进行此番运行工作后，再将冷却水

量增值最高值时，仍无法维持，凝汽器中的真空度仍在继续下降，此时则表明凝

汽式汽轮发电机组真空度出现异常。

3汽轮发电机组凝汽器真空异常因素分析

3.1循环水中断

循环水是汽轮机低压缸排汽的冷却介质，循环水的流量、温度影响低压缸排

汽温度以及凝汽器真空。风力越小、环境温度越高，冷水塔淋水盘下落时，循环

水换热效果越差，被风带走的热量越少，循环水温降越小，循环水温度越高。相

同的凝汽器冷却效果下，增加循环水出水温度，也会增加对应的低压缸排汽温度，导致凝汽器真空下降。冷水塔的配水方式影响循环水温度。为维持凝汽器较高的

真空，通常在全塔配水的方式下运行。如果循环水泵跳闸，循环水通过直接回到

凉水塔，凝汽器失去冷却水，凝汽器真空下降。必须开启备用循环水泵，降低机

组负荷。循环水泵电机跳闸、用电中断等，都会出现循环水中断，导致凝汽器真

空迅速下降。如果运行泵发生故障，必须保证可以随时启动备用泵，防止发生断

水事故。

3.2汽轮机射汽抽气器发生问题

汽轮机中的射汽抽气发生异常时，无法及时将凝汽器中的气体抽出，进而直

接致使凝汽器中多余气体无法排除，器体中真空度下降。而射汽抽气装置工作异

常也有以下几点因素:一是射汽抽气装置中混合室中腔体的内垫片，遭到了损坏或长时间没有进行检修而出现问题所导致的无法进行工作，使射汽抽气装置无良好

的密封性，使其抽气过程中，出现漏气现象。二是射汽抽气冷却器中的冷却管发

生传输冷却水障碍阻塞问题，使凝结冷却水量无法达到预期值，凝结冷却水的水

量减少，导致凝汽器中凝结水温度无法保持，使凝汽器中的真空度下降。除此以外，冷却器的器材不按时检修、清理污垢，也会导致真空度下降。

3.3运行中机组低压加热器汽侧无水

在机组正常运行中，可能由于工况发生变化，或者工作人员出现疏忽，没有

将低压加热器的水位及时合理调整。因此出现低压加热器无水位运行。导致没有

进行抽汽热交换，向凝汽器热水井直接排放，增加凝汽器的热负荷，从而出现凝

汽器真空急剧下降的问题。主要表现为，凝汽器电极点水位计指示值升高，汽轮

机排汽缸温度升高，凝汽器真空缓慢下降。如果就地检查，显示低压加热器玻管

水位计无指示。针对这一问题，确认后，只需要值班员调整低压加热器即可，到

有水位显示的位置。

3.4汽轮机中漏气量增多

在凝汽器运行时的压气调整产生问题，由此导致的密封不良问题，产生汽轮

机运行工作时有漏气发生，再者当整个机体的机器部件连接口不严密，且长期使

用做功出现偏差，在不进行检修维护的情况下，会出现气体泄露问题。随着气体

泄漏量的增加，凝汽器的真空度也随之而下降。

3.5运行人员或检修人员工作失误

凝汽器真空缓慢下降的原因之一，也包括检修人员、运行人员的人为工作失误。在工作过程中，由于操作问题不当，导致凝汽器真空缓慢下降，也可能出现

急剧下降。比如检修人员在检修与真空系统有关的工作时，误开、关阀门。运行

人员对与真空系统有关的阀门，出现错误的操作。当出现这一情况，凝汽器真空

机械真空下降速度有两种象征，第一种是汽轮机的排汽缸温度出现较快地上升，

真空急剧下降。机组运转声突变，同样较快出现电极点水位计的指示值升高。改

变机组的凝汽器循环水压力。第二种是汽轮机的排汽缸温度升高。真空缓慢下降。同时凝结水母管压力升高，电极点水位计指示值升高。当出现这种情况，主要处

理方法是，恢复事发前所进行的操作。值班人员要沉着冷静应对，及时进行处理。如果是在检修工作中造成，要就地处理，关闭误开、关的阀门。

3.6汽轮机凝汽器冷却壁产生污渍

凝汽器经过长时间运行工作，凝汽器中由于气体凝结冷却及凝结冷却水流通

传输而导致凝汽器中的冷却室的内表面附着做功过后的污渍，污渍的积攒不及时

清理修复，会增加凝汽器冷却壳体的壁厚，壁厚的增加会降低凝汽器的传导热量

的性能，凝汽器的热量传导性能下降则会导致冷却室的降温能力下降，温度传导

效率差，导致凝汽器温度升高，随之增加的也有射汽抽气流量。再者凝汽器的换

热管性能下降，冷却能力极度下降，气体凝结能力下降，无法及时形成凝结冷切水，导致凝汽器真空度下降。污渍对凝汽器冷却室表面的冷却影响，也进行了具

体的数据分析，经数据统计，冷却壁污渍厚度每增高0.05毫米，凝汽器中的背压约升高210压强，凝汽器出口温度与凝汽器内部温度相差约1摄氏度。如污渍内

部厚度提升十倍时，凝汽器中的背压约提升十倍压强，凝汽器出口温度与凝汽器

内部温度差也将呈十倍增长，由此数据可分析，当污渍达到一定厚度时，导致的

压强及温度差都将使凝汽器真空度下降。