真空嚴(yán)密性對機(jī)組的影響

劉力民

（神華國華北京熱電分公司，北京 100000）

1 前言

凝汽器真空形成的原理：高溫高壓蒸汽在汽輪機(jī)各級動靜葉內(nèi)作功后成為乏汽排入凝汽器，乏汽與凝汽器管束進(jìn)行表面對流換熱和熱傳導(dǎo)，使汽輪機(jī)乏汽冷卻后凝結(jié)成水流入凝汽器熱井。由于蒸汽比容比水的比容要大，因此蒸汽所占體積比水的體積要大得多，蒸汽凝結(jié)后就在凝汽器內(nèi)形成真空。

凝汽設(shè)備是凝汽式汽輪機(jī)的一個(gè)重要組成部分。由于設(shè)計(jì)、安裝、檢修、運(yùn)行機(jī)制等方面的原因，在運(yùn)行過程中時(shí)常會出現(xiàn)凝汽器真空偏低的現(xiàn)象。由于真空系統(tǒng)龐大并且影響真空的因素較多，每臺機(jī)組的性能不一樣，影響真空的原因也不一樣，機(jī)組運(yùn)行中凝汽器真空嚴(yán)密性試驗(yàn)不合格，始終是困擾運(yùn)行人員的一大難題。如果凝汽器真空過低，不僅會引起蒸汽在機(jī)組中的有效焓降減小，還會導(dǎo)致汽輪機(jī)排汽溫度升高，排汽缸變形和振動等故障。因此，凝汽設(shè)備的工作性能直接影響到整個(gè)汽輪機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性和安全性。凝結(jié)器傳熱端差增大，真空下降，機(jī)組運(yùn)行安全系數(shù)降低，經(jīng)濟(jì)性降低：凝結(jié)器傳熱端差每增加1℃，汽耗率約增加0.25～3%。200MW汽輪機(jī)組真空系統(tǒng)管道多，范圍廣，系統(tǒng)復(fù)雜，尋找空氣泄漏點(diǎn)有一定困難。

2 影響嚴(yán)密性的因素

國華北京熱電分公司安裝有2臺ABB公司制造的DKEH-IND31型雙缸雙排汽凝汽抽汽供熱機(jī)組，規(guī)程中規(guī)定：做嚴(yán)密性試驗(yàn)時(shí)，停止真空泵功能組，待真空泵入口門關(guān)閉后開始計(jì)時(shí)，試驗(yàn)做8分鐘，每分鐘記錄一次凝汽器真空值，嚴(yán)密性合格參數(shù)為0.4KPamin(取后5min)。即為嚴(yán)密性合格，由此判定不存在漏入空氣的問題。試驗(yàn)結(jié)束后啟動真空泵，檢查真空恢復(fù)正常。在數(shù)次嚴(yán)密性試驗(yàn)中，影響嚴(yán)密性的因素有：

2.1 給水泵密封水的影響

給水泵密封水經(jīng)3級水封后回到凝汽器。其中第2級水封筒頂部接有帶截?cái)嚅T的水封筒補(bǔ)水管，補(bǔ)水水源為凝結(jié)水。投入密封水自動，使密封水壓力大于給水泵入口100kpa。密封水壓力低時(shí)，由于給水泵機(jī)械密封的泵送作用，進(jìn)入泵內(nèi)的密封水是穩(wěn)定的，而從軸與密封裝置之間的間隙漏出的水量減少了，使空氣可以進(jìn)入密封水回水管，密封水?dāng)y帶的漏入空氣在水封筒頂部積存。當(dāng)密封水壓力過低時(shí)，密封水回水?dāng)y帶的空氣量增加，致使水封筒內(nèi)水封很快被破壞，造成凝汽器真空下降。密封水壓力一定時(shí)，如提高調(diào)速給水泵的轉(zhuǎn)速或啟泵時(shí)，由于轉(zhuǎn)速立方與流量成正比，從而使進(jìn)入泵內(nèi)的密封水增多，從間隙漏出的水量減少，密封水回水管漏入空氣。當(dāng)積聚在水封筒頂部的空氣過多時(shí)，水封筒內(nèi)水封很快被破壞，造成凝汽器真空下降。

在做嚴(yán)密性試驗(yàn)時(shí)，將給水泵密封水回水倒至排地溝后，凝汽器真空不再降，說明水封筒是嚴(yán)密的。由于水封筒至凝汽器的管路是從水封筒第3級頂部中間接出，水封筒頂部存在空間，造成隨密封水回水漏入的空氣在水封筒頂部積存，當(dāng)空氣積聚到一定程度時(shí)水封筒內(nèi)水封遭到破壞，造成密封水回水管內(nèi)氣、水混合進(jìn)入凝汽器，使真空下降。通過現(xiàn)場試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)冬季抽汽采暖全部投入凝汽器真空高時(shí)，給水泵密封水水封筒被抽空，空氣經(jīng)給水泵回水至凝汽器管路進(jìn)入凝汽器而影響真空；相反，當(dāng)夏季由于循環(huán)水溫度高（河水開式循環(huán)）凝汽器真空較差時(shí)，由于給水泵密封水水封筒可以保持筒內(nèi)水位，從而保證凝汽器真空不受密封水回水的影響。

2.2 軸封加熱器的影響

由于調(diào)整不當(dāng)或是軸封系統(tǒng)本身的原因使軸封加熱器滿水或是無水，將導(dǎo)致凝結(jié)器真空下降。造成軸封加熱器滿水或是無水的原因可能是軸封加熱器銅管泄漏；軸封加熱器至凝結(jié)器熱水井的疏水門開度不足，或是疏水門故障；軸封加熱器汽側(cè)進(jìn)、出口門開度不足，疏水量減少，使軸封加熱器無水。若是軸封加熱器滿水，則汽輪機(jī)的高、低壓缸前、后軸封處會大量冒白汽，而此時(shí)軸封壓力會上升，嚴(yán)重時(shí)，造成軸封加熱器的排汽管積水，使軸封加熱器工況發(fā)生變化，導(dǎo)致真空下降；若是軸封加熱器無水，則大量的軸封用汽在軸封加熱器中未進(jìn)行熱交換就直接排入凝結(jié)器內(nèi)，增加了凝結(jié)器的熱負(fù)荷，導(dǎo)致真空下降。當(dāng)確證為軸封加熱器滿水或無水造成凝結(jié)器真空為緩慢下降時(shí)，檢查軸封加熱器的水位是否正常，若是滿水則開啟軸封加熱器汽側(cè)排汽管上的放水門排水至有蒸汽流出為止，同時(shí)檢查軸封加熱器的汽側(cè)疏水門是否已達(dá)全開位置。若是軸封加熱器無水或水位低，則將軸封加熱器的水位調(diào)至4/5，嚴(yán)密性試驗(yàn)合格。

2.3 熱網(wǎng)加熱器的影響

熱網(wǎng)加熱器系統(tǒng)不嚴(yán)漏空氣：運(yùn)行當(dāng)中熱網(wǎng)加熱器內(nèi)部經(jīng)常是負(fù)壓的，所以，當(dāng)熱網(wǎng)加熱器系統(tǒng)不嚴(yán)就會漏進(jìn)空氣，空氣系統(tǒng)與凝結(jié)器相連，從而空氣進(jìn)入凝結(jié)器影響其真空。

2.4 負(fù)壓系統(tǒng)的影響

凝汽器本身體積龐大，有大量的焊縫，在開、停機(jī)疏水過程中，凝汽器喉部產(chǎn)生較大的溫差，容易產(chǎn)生熱應(yīng)力和熱變形，產(chǎn)生裂縫，運(yùn)行中也使空氣漏入凝汽器，影響真空。這類真空下降的特點(diǎn)是下降速度緩慢，而且真空下降到某一程度后即保持穩(wěn)定不再下降，這說明漏空氣量和抽氣量達(dá)到平衡。與真空系統(tǒng)連接的一些管道、法蘭、焊口、人孔門、安全門、通大氣的隔絕門和放氣放水門以及水位計(jì)等處不嚴(yán)密部位都容易泄漏。漏空氣點(diǎn)在正常運(yùn)行時(shí)處于微真空狀態(tài)。做真空嚴(yán)密性實(shí)驗(yàn)時(shí),就地檢查可以發(fā)現(xiàn)運(yùn)行中的低壓加熱器玻管水位計(jì)無水位指示。這時(shí)由于低壓加熱器無水位，抽汽未能進(jìn)行熱交換就直接排向凝結(jié)器熱水井，使凝結(jié)器熱負(fù)荷增大，真空下降。低壓加熱器水位正常后，真空嚴(yán)密性合格。

3 結(jié)語

綜上所述，機(jī)組運(yùn)行中最主要的問題和難點(diǎn)是真空系統(tǒng)泄漏。由于凝汽器真空系統(tǒng)組成復(fù)雜結(jié)構(gòu)龐大，影響凝汽器真空的因素較多，需要我們大家在工作的過程中，不斷地總結(jié)和提高各方面的知識與技能。只有通過定期進(jìn)行真空系統(tǒng)嚴(yán)密性試驗(yàn)，通過檢修人員和運(yùn)行人員反復(fù)仔細(xì)查找，才能控制系統(tǒng)的泄漏量，才能維持凝汽器的正常運(yùn)行，才能確保機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和安全性。

[1]中電國華北京熱電分公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)－集控運(yùn)行規(guī)程[S].

[2]楊善讓.汽輪機(jī)凝汽設(shè)備及運(yùn)行管理[M].北京：水利電力出版社，1993.

[3]沈振飛.汽輪機(jī)輔助設(shè)備[M].北京:水利電力出版社.1987.7.