凝汽器真空度低的原因及改善措施

凝汽器真空度低的原因及改善措施

发表时间：2018-12-24T16:18:46.880Z 来源：《防护工程》2018年第27期作者：姜海波[导读] 凝汽器真空是衡量汽轮机工作安全性及经济性的重要指标，一直以来，是设备设计人员和作业单位的关注重点。中冶北方（大连）工程技术有限公司辽宁大连 116600 摘要：现如今，我国的经济在快速的发展，社会在不断的进步，我国的真空技术在不断的发展，文章以某厂燃煤机组为研究对象，针对凝汽器真空系统，分析在机组启动后真空度持续偏低的现象和原因。根据检查机组运行环境，分析轴封系统结构和影响，及时进行故障诊断和事故处理，将真空提高到最佳状态，保证机组安全经济运行。经过分析，易于引起凝汽器真空度低的原因主要有：负压部分阀门有

漏，主机轴封供汽不足。针对以上原因采取了相关处理措施，并提出凝汽器真空系统的运行维护建议。关键词：凝汽器；真空度；负压；轴封系统；供汽压力

引言

凝汽器真空是衡量汽轮机工作安全性及经济性的重要指标，一直以来，是设备设计人员和作业单位的关注重点。凝汽器真空过低不但会造成汽耗增加，汽轮机效率下降，使得整体机组的经济性大幅降低，而且还会因排汽温度过高而引起汽轮机轴承温升，轴心发生位移，进而导致机组振动过大，影响汽轮机组运行稳定性。同时，当凝汽器真空检测值未达到应达值时，为确保汽轮机组出力恒定，须提高蒸汽流量，推力轴承受到的轴向推力随蒸汽流量的增加而增大，长时间过载极易造成设备事故。因此，分析引起凝汽器真空度低的原因并加以改善对于确保机组的安全运行、提高其经济性具有重要意义。1凝汽装置内介质端差的关联性所谓端差即指凝汽装置运作压力状况下冷凝水温与循环水出口温度的偏差。凝汽装置导热端温度差的波动是影响其凝汽装置整体运行状态效果的决定性因素，另外，导热端的温差变化亦能够作为判定整体凝汽装置运行效果好坏的基本依据。在实际运行的阶段中，凝汽装置端部温差数值越小时说明其运转状况越良好，此时其汽轮装置的运转功效越佳。针对凝汽装置的具体运转状况来说，凝汽装置导热端部差距越小代表着其中循环冷却水吸收的热量值越大，凝汽装置内换热管的导热效果越佳，就相同的循环冷却水流量而言能够获取更高的凝汽装置的真空度数值，这对其本身的高效稳定运行也是有很大促进作用的；在压力指标、循环冷却水量、汽轮装置负载稳定不变的状态下，倘若端部的温差值产生上升趋势即代表着凝汽装置内的导热铜管传热能力下降。2机组启动后真空度较差2.1循环水温升高? 当电厂的循环冷却水为开式水时，受季节影响大，特别是夏季，循环水温升高，影响了凝汽器的换热效果。当循环水进口温度升高时，其吸收热量就减少，蒸汽冷凝温度就越高，使排汽压力相应升高，降低蒸汽在汽机内部的焓降。据测算，循环水温升高5℃，可使凝汽器真空降低1%左右。对于采用冷却塔的闭式循环供水系统，水温冷却主要取决于冷却水塔的工作状况。由于飞散及蒸发损失，循环补充用水是较大的，及时补充冷水是保持冷却水塔有效降温的重要方面。通过每年清洗垫料，真空可恢复2%-3%，这样降低凝汽器进口水温是提高真空的有效途径，这比提高循环水量更为有效。

2.2循环冷却水系统的影响循环冷却水系统是凝汽器关键组成部分，循环水的流量、温度及凝汽器的导热效果等因素均会对其真空度具有很大影响。①循环冷却水流量对真空度的影响。循环水流量降低后，表现为进水口与出水口温差减小、温度升高（进水口温度因热导效应而局部升高），使得凝汽器内饱和温度升高，从而影响其真空度。循环水流量则与循环水泵、水源充足度及循环水管道等情况有关。②循环冷却水进口温度对凝汽器真空的影响。在汽轮机组运行过程中，当进入凝汽器的循环水温度升高时，便会使凝汽器的冷凝效果下降，从而使得凝汽器内部冷凝温度升高，导致排汽压力升高，汽轮机内部蒸汽焓降相应降低，从而造成凝汽器内真空度下降。

2.3轴封供汽不足或发生中断情况轴封供汽不足或发生中断情况，由此可导致大量不凝性气体由外部串入到属于真空状况的空间，最终串入到凝汽装置内部，这些不凝性气体存在于凝汽器内部会阻碍介质间的换热，使凝结水的温度大降，致使其内部的真空度快速下跌。3凝汽器真空度低的改善措施

3.1改造循环冷却水系统? 电站循环水泵是为了保证机组冷却所采用的，所以在夏季时需要根据运行的工况，适当增加循环水泵，在保证循环水量能满足机组运行的需求。但增加循环水泵则会导致能耗的增加，所以可以在循环水泵上安装新型叶轮，这种不仅具有流量大，精度高、表面光滑等特点，同时还能有效的提高水泵的效率，使水泵的循环水量增加，所以在炎热的夏天，即使不增加循环水泵的数量也能保证冷却水量的需求。

3.2定期对冷却面进行清洗为减少冷却面结垢，循环冷却水应经过严格的预处理，可在循环水中适时加阻垢剂，同时循环水进入凝汽器之前加装二次滤网，并定期冲洗。在机组停运时，对水室及管束进行冲洗。在机组运行过程中，投入胶球在线清洗系统清洁冷却管。投入胶球清洗时，应采用扬程大的胶球泵，保证胶球的正常循环，收球网栅的间距应均匀，避免跑球，清洗过程中，注意胶球的密度、大小、质地，控制好胶球的数量、清洗持续时间等。3.3投运胶球清洗装置? 电厂所采用的都是闭式循环水，自投运以来基本没有投入过胶球清洗装置，同时一些进出水球阀存在着不同程度的卡涩情况，当检修中发现铜管严重污垢后，则投入了胶球清洗装置，但由于收球网的开关问题，胶球回收率则较低，这些没有回收的胶球很容易堵塞冷却塔风机的喷嘴。所以可以通过更换进出水球阀，修复胶球清洗装置及收球开关，增加收球率，同时在机组半负荷状态时增加对铜管的清洗次数。

3.4提高真空泵的效率

降低工作介质的温度是提高真空泵效率的重要措施。可将循环水改为温度较低的机组工业用水，也可在抽气系统中安装制冷装置，利用循环冷却水对工作水进行冷却，在凝汽器与抽气器之间的抽气管路上安装一个混合式冷却器，把抽出气体中的水蒸汽凝结疏出，降低抽气设备工作水温度。在真空泵前一级加装大气喷射器，利用真空泵负压与大气压形成压差而产生的空气射流，在喷射器内获得比真空泵更低的抽吸压力，从而消除真空泵极限抽吸压力对凝汽器压力改善的限制因素。

结语

凝汽器真空度低是机组运行时经常会出现的问题，需要及时进行故障诊断和处理。当发现真空降低时，首先需要回顾有无误操作，或者其他对系统产生不良影响的操作；其次，如果系统真空度稳定在较低水平，那么需要及时分析和处理。一般而言，机组启动后，凝汽器真空度低主要是由于阀门不严造成的，其次就是轴封系统供汽不足或回汽不畅，导致不能密封汽缸。由于机组设计和调试的原因，汽轮机轴封系统各个轴承轴封供汽压力范围不尽相同。此外，运行环境和后续改造都会对轴封系统产生影响，所以需要定期对轴封系统疏水和校验轴封供汽压力，以供运行参考。

参考文献：

[1]崔凝.大型电站凝器汽动态数学模型的研究和应用[D].北京:华北电力大学,2000.

[2]李勇,孟芳群,曹丽华.凝汽器最佳真空确定方法的改进[J].汽轮机技术,2005,7(2):84-86.

[3]刁姝文,曾德良,胡勇.利用风能改变凝结水温度对火电机组热经济性影响的研究[J].汽轮机技术,2014(5):367-370.

[4]张伟雄.汽轮机轴封系统对机组真空的影响及防范对策[J].中国设备工程,2017(17):118-120.

[5]李儒乐.1000MW汽轮机轴封故障分析与改进[J].山东工业技术,2017(14):6-7.