双背压凝汽器真空低的原因分析及解决措施
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节能减排
ISSN1672-9064 CN35-1272/TK
双背压凝汽器真空低的原因分析 及解决措施
丁峰 （新疆中泰化学集团公司 新疆乌鲁木齐 830000）
摘要 近年来，双背压凝汽器在大容量机组特别是 600MW 超临界机组中得到广泛的运用。 分析可能导致凝汽器真空低 的因素，进而分析比较了改进的措施，以期为现场技术人员提供借鉴。
为了解决双背压凝汽器由于高压凝汽器的凝结水自流 入低压凝汽器导致的凝结水过冷问题，目前运用于大容量机 组的双背压凝汽器一般设计成将低压汽室凝结水收集箱的 水位高于高压汽室的凝结水收集箱的水位或者将低压侧的 凝 结 水 用 泵 达 到 高 压 侧 内 ［2］。
2 双背压凝汽器真空低的原因分析
2.1 影响凝汽器真空的因素 影响双背压凝汽器真空的因素主要有以下 8 个方面：①
参考文献
1 任一峰.双背压凝汽器浅论.动力工程，1999，19（6） 2 靳智平.电厂汽轮机原理及系统，第二版.北京：中国电力出版社，
2006 3 林秋宇，修亚男，等.双背压凝汽器抽真空系统分析及改进措施.解
决 方 案 ，2010 （6 ） 4 李明，龙宁晖，等.双背压凝汽器的抽空气系统的改造及效益分析.
行中都出现了真空低的现象，真空的降低使得机组的效率下
降，没有达到设计双背压凝汽器的初衷。 因而解决凝汽器真
空低的问题变得非常有意义。
本文首先将从双背压凝汽器的工作原理出发，分析导致
凝汽器真空低的因素，并进而分析当前解决凝汽器真空低的
措施。
1 双背压凝汽器的工作原理
双背压凝汽器主要是指对应着汽轮机的各排汽口，将凝
都能够保证低压凝汽
器内的不凝结气体不
受压制的抽出， 可以 实现双背压凝汽器的
图 3 高、低压凝汽器并抽系统图
设计功能，因而这一改进是彻底的。
4 结论
与单背压凝汽器相比，双背压凝汽器在相同的热负荷下
具有更低的平均压力， 因而可以提高机组的循环热效率，降
低机组的热耗的功能。所以在大多数火电机组的汽轮机采用
重要的作用，所以目前投运大功率的火电机组绝大多数采用
了双背压凝汽器以提高机组的经济性。 与单背压凝汽器相
比，双背压凝汽器在采用相同的冷却面积、冷却水量和冷却
水温的条件下，可以使机组获得较小的平均背压，从而提高
了 机 组 的 出 力 ，增 加 了 机 组 的 经 济 性 ［1］。
但是目前已投运的许多大型机组的双背压凝汽器在运
目前已投运的双背压凝汽器的抽真空系统主要存在以 下几个方面的问题：
（1）目前双背压凝汽器一律采用的高 、低 压凝汽器串联 抽气的系统是不合理的。串联抽气的系统主要是指高压凝汽 器的抽真空管路首先接入低压凝汽器，然后与低压凝汽器的 抽空气管路汇合最后一起通往抽空气目管末端的水环式真 空泵，如图 2 所示。 采用这种结构将使高压凝汽器中的饱和 蒸汽进入低压凝汽器，从而增加了低压凝汽器的负荷，将排 挤部分低背压凝汽器内的不凝结气体的冷却，从而减弱了低 压凝汽器的换热效果，将降低低压凝汽器的真空，使机组的 效率降低。
基于以上的 8 点，可以发现影响双背压凝汽器真空的主 要因素可以分为汽侧和水侧两个方面，水侧主要表现为冷却 水的温度、流速以及传热表面的清洁度，而汽侧则主要表现 为不凝结气体的增多。 水侧对凝汽器真空的影响甚微，因为 影响凝汽器的真空的主要因素为不凝结气体，而导致不凝结 气体增多的主要原因是抽真空系统的抽气性能差。大量的现 场运行经验以及机组水平衡试验也表明， 上述 8 个因素中， 前 7 个原因的影响甚微，影响双背压凝汽器真空的主要因素 是抽真空系统的不合理， 导致凝汽器内不凝结气体的增多，
3 解决措施
由于采用的串抽系统一般在高压凝汽器的抽真空管道 上普遍设置了节流孔，当机组处于变工况的情况时，将会出 现高压凝汽器抽空气管道节流程度不够，排挤低压凝汽器中 的空气的抽出， 当低背压凝汽器中的不凝结气体无法抽出 时，将对端差和真空都会产生极为不利的影响；或者还会出 现高背压凝汽器中的气体无法抽出，而影响高压凝汽器中的 真空。
电 力 技 术 经 济 ，2009 ，21（3 ） 5 金 久 杰 ，柴 泽 民.某 600MW 双 背 压 机 组 凝 汽 器 抽 真 空 系 统 改 造 及
效 果. 汽 轮 机 技 术 ，2010 6 孙永平， 包劲松.600、1000MW 机组抽真空系统的节能改进与效益
评估.全国电站辅机及汽轮机热力系统节能降耗技术论坛论文集
基于种种因素，所以目前运用于工程现场的解决双背压 凝汽器真空低的措施主要有 2 种：采用更换节流孔板或将高、 低压凝汽器抽真空管路的布置从串联变成为并联的形式［5］。 3.1 更换节流孔板
串抽系统的结构如图 2 所示。当节流孔板孔径的孔径偏 大或偏小时，低压凝汽器或高压凝汽器会出现空气抽出受阻 问题，凝汽器的端差和真空都会降低，这时可以通过更换合 适的孔径的节流孔板的方法来提高凝汽器的真空。
凝汽器内汽流流场分布不合理； ②凝汽器的冷却面积不足； ③循 环 冷 却 水 流 量 不 足 ；④循 环 冷 却 水 的 水 质 差 ， 胶 球 清 洗 装 置 没 有 按 要 求 投 入 ，造 成 凝 汽 器 内 钢 管 结 垢 ；⑤轴 封 系 统 不 能 满 足 运 行 要 求 ；⑥ 水 环 式 真 空 泵 工 作 效 率 下 降 ；⑦ 与 凝 汽 器 相 连 接 的 管 道 泄 漏 ，真 空 严 密 性 差 ；⑧ 抽 真 空 系 统 结 构 的 不 合 理 ，造 成 凝 汽 器 内 聚 集 空 气 ，影 响 传 热 ［3］。
位置和数量等时刻在发生变化，这些变工况运行的因素都会
对节流孔板的节流效应产生不同的影响，因而无法做到事先
准确的估计节流孔板的孔径，且如果要更换节流孔板必须利
用机组停机的机会才能进行，在运行过程中无法对节流孔板
进行更换，因而这一Fra Baidu bibliotek法并不是十分完善的。
3.2 抽真空系统改并联
抽真空并联系统的系统图如图 3 所示。高压凝汽器的抽
空气管路单独接出，取消了高压凝汽器抽气管路上的节流孔
板，而增设了手动隔离阀，从而可以通过调节手动隔离阀来
逐步调整高压凝汽器侧的抽气量，实现高、低压凝汽器之间
抽气量的合理分配。
文献［6］中指 出 ，当 采
用了这种方法后，凝
汽器的平均压力降低
约 0.5kPa 左右。
采用这种方法
后， 在机组各类凝气
变工况运行条件下，
（2）各 抽 真 空 管 道 的 抽 汽 量 分 配 不 能 进 行 调 整 ， 导 致 高 、 低背压没有明显的区分，失去了双背压凝汽器应该有的功能， 因而会影响凝汽器的工作效率，降低高、低压凝汽器的压差。
（3）当抽真空系统发生泄漏时，不容易及 时的判断泄漏 的位置。
从上述抽真空系统的存在的问题可以得到启示：当双背 压凝汽器的真空较低时，通过检查和试验排除水侧因素的影 响后，可以通过调整双背压凝汽器的结构或者调整各抽真空 管道的抽汽量来提高凝汽器的真空。
采用这种方法可以使凝汽器的传热性能得到大幅度的 改善，是凝汽器的真空提高，提高机组的效率。 据文献［6］中
图 2 串抽系统结构
介绍，采用这种方法后 机组的平均背压降 低 0.4kPa，折算成
机组的供电煤耗率约为 0.8g/kW·h。 但是这种方法由于机组
负荷、循环冷却水温度、循环水流量的改变以及漏空气点的
了双背压凝汽器。
但是由于双背压凝汽器抽真空系统存在的不合理性，会
影响凝汽器的传热效果，降低凝汽器的真空，大幅度削弱了
双背压凝汽器带来的好处。
本文从双背压凝汽器的工作原理入手，分析了影响双背
压凝汽器真空的因素及目前使用的双背压凝汽器存在的一
些问题，进而比较分析了改善凝汽器真空的措施，以期对现
场技术人员提供参考。
作 者 简 介 ：丁 峰 （1973~），男 ，毕 业 于 新 疆 工 学 院 电 力 系 统 及 自 动 化 专 业 ，从 事 电 气 和 项 目 管 理 工 作 。
2011．NO．6. 25
ISSN1672-9064 CN35-1272/TK
节能减排
影 响 凝 汽 器 的 换 热 效 果 ，增 大 端 差 ，使 凝 汽 器 的 压 力 升 高 ［4］。 2.2 抽真空系统存在的问题
关键词 大容量机组 双背压凝汽器
中 图 分 类 号 ：TK264.11
文 献 标 识 码 ：A
文 章 编 号 ：1672-9064(2011)06－0025－02
0 前言
近年来，“节能减排”极为受人们关注，特别是火电厂的
节能减排，因此应尽最大可能的提高火电机组的经济性。 凝
汽器是火电机组的重要部件，对火电机组的经济性起着至关
汽器汽侧分割成几个互不相通的汽室，冷却水管先后通过各
汽室，由于各个汽室中的进口水温不一样，从而导致各汽室
汽侧的压力也不一样。
在相同的热负
荷、相同的冷却面积
A 和相通的冷却水量
的条件下，双背压凝
汽器和单背压凝汽
器中的冷却水和蒸
汽的温度分布式不
同的，如图 1 所示。
图 1 冷却水温和蒸汽温度 沿冷却管长度方向变化
2011．NO．6． 26
当冷却水的总 系热量相同，单背压
和双背压凝汽器的冷却水的最终出口温度是相同的。 从图 1 可以发现， 双背压凝汽器中的平均温度低于单背压凝汽器， 因此蒸汽可在更低的温度下凝结，从而使得双背压凝汽器可 以获得更低的平均压力，提高机组的出力。 此外，目前的研究 表明：考虑双背压凝汽器的建造相比单压凝汽器多增加的成 本， 双背压凝汽器只有在缺水或冷却水温较高的地区使用， 经济性才好，而且双背压凝汽器存在一个最佳背压使得其经 济性最佳。
ISSN1672-9064 CN35-1272/TK
双背压凝汽器真空低的原因分析 及解决措施
丁峰 （新疆中泰化学集团公司 新疆乌鲁木齐 830000）
摘要 近年来，双背压凝汽器在大容量机组特别是 600MW 超临界机组中得到广泛的运用。 分析可能导致凝汽器真空低 的因素，进而分析比较了改进的措施，以期为现场技术人员提供借鉴。
为了解决双背压凝汽器由于高压凝汽器的凝结水自流 入低压凝汽器导致的凝结水过冷问题，目前运用于大容量机 组的双背压凝汽器一般设计成将低压汽室凝结水收集箱的 水位高于高压汽室的凝结水收集箱的水位或者将低压侧的 凝 结 水 用 泵 达 到 高 压 侧 内 ［2］。
2 双背压凝汽器真空低的原因分析
2.1 影响凝汽器真空的因素 影响双背压凝汽器真空的因素主要有以下 8 个方面：①
参考文献
1 任一峰.双背压凝汽器浅论.动力工程，1999，19（6） 2 靳智平.电厂汽轮机原理及系统，第二版.北京：中国电力出版社，
2006 3 林秋宇，修亚男，等.双背压凝汽器抽真空系统分析及改进措施.解
决 方 案 ，2010 （6 ） 4 李明，龙宁晖，等.双背压凝汽器的抽空气系统的改造及效益分析.
行中都出现了真空低的现象，真空的降低使得机组的效率下
降，没有达到设计双背压凝汽器的初衷。 因而解决凝汽器真
空低的问题变得非常有意义。
本文首先将从双背压凝汽器的工作原理出发，分析导致
凝汽器真空低的因素，并进而分析当前解决凝汽器真空低的
措施。
1 双背压凝汽器的工作原理
双背压凝汽器主要是指对应着汽轮机的各排汽口，将凝
都能够保证低压凝汽
器内的不凝结气体不
受压制的抽出， 可以 实现双背压凝汽器的
图 3 高、低压凝汽器并抽系统图
设计功能，因而这一改进是彻底的。
4 结论
与单背压凝汽器相比，双背压凝汽器在相同的热负荷下
具有更低的平均压力， 因而可以提高机组的循环热效率，降
低机组的热耗的功能。所以在大多数火电机组的汽轮机采用
重要的作用，所以目前投运大功率的火电机组绝大多数采用
了双背压凝汽器以提高机组的经济性。 与单背压凝汽器相
比，双背压凝汽器在采用相同的冷却面积、冷却水量和冷却
水温的条件下，可以使机组获得较小的平均背压，从而提高
了 机 组 的 出 力 ，增 加 了 机 组 的 经 济 性 ［1］。
但是目前已投运的许多大型机组的双背压凝汽器在运
目前已投运的双背压凝汽器的抽真空系统主要存在以 下几个方面的问题：
（1）目前双背压凝汽器一律采用的高 、低 压凝汽器串联 抽气的系统是不合理的。串联抽气的系统主要是指高压凝汽 器的抽真空管路首先接入低压凝汽器，然后与低压凝汽器的 抽空气管路汇合最后一起通往抽空气目管末端的水环式真 空泵，如图 2 所示。 采用这种结构将使高压凝汽器中的饱和 蒸汽进入低压凝汽器，从而增加了低压凝汽器的负荷，将排 挤部分低背压凝汽器内的不凝结气体的冷却，从而减弱了低 压凝汽器的换热效果，将降低低压凝汽器的真空，使机组的 效率降低。
基于以上的 8 点，可以发现影响双背压凝汽器真空的主 要因素可以分为汽侧和水侧两个方面，水侧主要表现为冷却 水的温度、流速以及传热表面的清洁度，而汽侧则主要表现 为不凝结气体的增多。 水侧对凝汽器真空的影响甚微，因为 影响凝汽器的真空的主要因素为不凝结气体，而导致不凝结 气体增多的主要原因是抽真空系统的抽气性能差。大量的现 场运行经验以及机组水平衡试验也表明， 上述 8 个因素中， 前 7 个原因的影响甚微，影响双背压凝汽器真空的主要因素 是抽真空系统的不合理， 导致凝汽器内不凝结气体的增多，
3 解决措施
由于采用的串抽系统一般在高压凝汽器的抽真空管道 上普遍设置了节流孔，当机组处于变工况的情况时，将会出 现高压凝汽器抽空气管道节流程度不够，排挤低压凝汽器中 的空气的抽出， 当低背压凝汽器中的不凝结气体无法抽出 时，将对端差和真空都会产生极为不利的影响；或者还会出 现高背压凝汽器中的气体无法抽出，而影响高压凝汽器中的 真空。
电 力 技 术 经 济 ，2009 ，21（3 ） 5 金 久 杰 ，柴 泽 民.某 600MW 双 背 压 机 组 凝 汽 器 抽 真 空 系 统 改 造 及
效 果. 汽 轮 机 技 术 ，2010 6 孙永平， 包劲松.600、1000MW 机组抽真空系统的节能改进与效益
评估.全国电站辅机及汽轮机热力系统节能降耗技术论坛论文集
基于种种因素，所以目前运用于工程现场的解决双背压 凝汽器真空低的措施主要有 2 种：采用更换节流孔板或将高、 低压凝汽器抽真空管路的布置从串联变成为并联的形式［5］。 3.1 更换节流孔板
串抽系统的结构如图 2 所示。当节流孔板孔径的孔径偏 大或偏小时，低压凝汽器或高压凝汽器会出现空气抽出受阻 问题，凝汽器的端差和真空都会降低，这时可以通过更换合 适的孔径的节流孔板的方法来提高凝汽器的真空。
凝汽器内汽流流场分布不合理； ②凝汽器的冷却面积不足； ③循 环 冷 却 水 流 量 不 足 ；④循 环 冷 却 水 的 水 质 差 ， 胶 球 清 洗 装 置 没 有 按 要 求 投 入 ，造 成 凝 汽 器 内 钢 管 结 垢 ；⑤轴 封 系 统 不 能 满 足 运 行 要 求 ；⑥ 水 环 式 真 空 泵 工 作 效 率 下 降 ；⑦ 与 凝 汽 器 相 连 接 的 管 道 泄 漏 ，真 空 严 密 性 差 ；⑧ 抽 真 空 系 统 结 构 的 不 合 理 ，造 成 凝 汽 器 内 聚 集 空 气 ，影 响 传 热 ［3］。
位置和数量等时刻在发生变化，这些变工况运行的因素都会
对节流孔板的节流效应产生不同的影响，因而无法做到事先
准确的估计节流孔板的孔径，且如果要更换节流孔板必须利
用机组停机的机会才能进行，在运行过程中无法对节流孔板
进行更换，因而这一Fra Baidu bibliotek法并不是十分完善的。
3.2 抽真空系统改并联
抽真空并联系统的系统图如图 3 所示。高压凝汽器的抽
空气管路单独接出，取消了高压凝汽器抽气管路上的节流孔
板，而增设了手动隔离阀，从而可以通过调节手动隔离阀来
逐步调整高压凝汽器侧的抽气量，实现高、低压凝汽器之间
抽气量的合理分配。
文献［6］中指 出 ，当 采
用了这种方法后，凝
汽器的平均压力降低
约 0.5kPa 左右。
采用这种方法
后， 在机组各类凝气
变工况运行条件下，
（2）各 抽 真 空 管 道 的 抽 汽 量 分 配 不 能 进 行 调 整 ， 导 致 高 、 低背压没有明显的区分，失去了双背压凝汽器应该有的功能， 因而会影响凝汽器的工作效率，降低高、低压凝汽器的压差。
（3）当抽真空系统发生泄漏时，不容易及 时的判断泄漏 的位置。
从上述抽真空系统的存在的问题可以得到启示：当双背 压凝汽器的真空较低时，通过检查和试验排除水侧因素的影 响后，可以通过调整双背压凝汽器的结构或者调整各抽真空 管道的抽汽量来提高凝汽器的真空。
采用这种方法可以使凝汽器的传热性能得到大幅度的 改善，是凝汽器的真空提高，提高机组的效率。 据文献［6］中
图 2 串抽系统结构
介绍，采用这种方法后 机组的平均背压降 低 0.4kPa，折算成
机组的供电煤耗率约为 0.8g/kW·h。 但是这种方法由于机组
负荷、循环冷却水温度、循环水流量的改变以及漏空气点的
了双背压凝汽器。
但是由于双背压凝汽器抽真空系统存在的不合理性，会
影响凝汽器的传热效果，降低凝汽器的真空，大幅度削弱了
双背压凝汽器带来的好处。
本文从双背压凝汽器的工作原理入手，分析了影响双背
压凝汽器真空的因素及目前使用的双背压凝汽器存在的一
些问题，进而比较分析了改善凝汽器真空的措施，以期对现
场技术人员提供参考。
作 者 简 介 ：丁 峰 （1973~），男 ，毕 业 于 新 疆 工 学 院 电 力 系 统 及 自 动 化 专 业 ，从 事 电 气 和 项 目 管 理 工 作 。
2011．NO．6. 25
ISSN1672-9064 CN35-1272/TK
节能减排
影 响 凝 汽 器 的 换 热 效 果 ，增 大 端 差 ，使 凝 汽 器 的 压 力 升 高 ［4］。 2.2 抽真空系统存在的问题
关键词 大容量机组 双背压凝汽器
中 图 分 类 号 ：TK264.11
文 献 标 识 码 ：A
文 章 编 号 ：1672-9064(2011)06－0025－02
0 前言
近年来，“节能减排”极为受人们关注，特别是火电厂的
节能减排，因此应尽最大可能的提高火电机组的经济性。 凝
汽器是火电机组的重要部件，对火电机组的经济性起着至关
汽器汽侧分割成几个互不相通的汽室，冷却水管先后通过各
汽室，由于各个汽室中的进口水温不一样，从而导致各汽室
汽侧的压力也不一样。
在相同的热负
荷、相同的冷却面积
A 和相通的冷却水量
的条件下，双背压凝
汽器和单背压凝汽
器中的冷却水和蒸
汽的温度分布式不
同的，如图 1 所示。
图 1 冷却水温和蒸汽温度 沿冷却管长度方向变化
2011．NO．6． 26
当冷却水的总 系热量相同，单背压
和双背压凝汽器的冷却水的最终出口温度是相同的。 从图 1 可以发现， 双背压凝汽器中的平均温度低于单背压凝汽器， 因此蒸汽可在更低的温度下凝结，从而使得双背压凝汽器可 以获得更低的平均压力，提高机组的出力。 此外，目前的研究 表明：考虑双背压凝汽器的建造相比单压凝汽器多增加的成 本， 双背压凝汽器只有在缺水或冷却水温较高的地区使用， 经济性才好，而且双背压凝汽器存在一个最佳背压使得其经 济性最佳。