汽輪機(jī)凝汽器真空下降原因分析及處理

馬立軍

摘 要：電力公司的運(yùn)行離不開(kāi)汽輪機(jī)的支撐，我國(guó)電力公司在運(yùn)行的過(guò)程中，經(jīng)常出現(xiàn)汽輪機(jī)故障問(wèn)題，比較常見(jiàn)的一種是汽輪機(jī)凝汽器的真空下降。筆者結(jié)合大量的數(shù)據(jù)分析和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)汽輪機(jī)凝汽器的真空下降原因進(jìn)行了探索，并在此基礎(chǔ)上逐漸完善了具體的解決方案，以便于進(jìn)一步完善我國(guó)的電力系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：凝汽器真空下降；汽輪機(jī)；原因分析；處理

前言

受到機(jī)器運(yùn)作內(nèi)部損耗的制約以及外部認(rèn)為操作等不規(guī)范的影響，汽輪機(jī)的凝汽器會(huì)發(fā)生不同程度的真空下降。真空下降對(duì)于電力系統(tǒng)的危害比較嚴(yán)重。一方面表現(xiàn)在真空下降能夠損耗一定的熱能，影響電力系統(tǒng)的發(fā)電效率；另一方面真空下降會(huì)引發(fā)整個(gè)機(jī)組運(yùn)行的障礙。從經(jīng)濟(jì)和安全兩個(gè)方面都存在隱患，因此，對(duì)于這一問(wèn)題的處理尤為重要。

1 凝汽器真空下降的危害

1.1 凝汽器真空降低，使蒸汽做功能力下降，在保證機(jī)組負(fù)荷不變的情況下，蒸汽流量增加，使葉片因蒸汽流量增大而過(guò)負(fù)荷。

1.2 真空下降，會(huì)使機(jī)組軸向推力增大，機(jī)組軸向位移增大，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成推力瓦過(guò)負(fù)荷磨損。

1.3 真空下降，使低壓缸排汽溫度升高，低壓缸溫度升高，將使低壓缸及低壓轉(zhuǎn)子熱膨脹、熱變形增加。受此影響將使低壓缸中心線(xiàn)發(fā)生變化，將引起機(jī)組振動(dòng)增大、低壓脹差增大，也易使低壓缸動(dòng)靜間隙變小，甚至消失，造成動(dòng)靜摩擦事故。

1.4 真空下降，循環(huán)水出入口溫度升高，將使凝汽器銅管溫度升高，由于銅、鋼傳熱系數(shù)及膨脹系數(shù)不同，將使凝汽器銅管脹口松動(dòng)，最終導(dǎo)致凝汽器泄露。有可能溫度升高時(shí)不漏，但當(dāng)溫度降回來(lái)時(shí)漏。

1.5 隨著真空下降，低壓缸末級(jí)葉片容積流量將大幅減小，將使末級(jí)葉片嚴(yán)重偏離設(shè)計(jì)工況，末級(jí)葉片將要產(chǎn)生脫流及漩渦，同時(shí)還會(huì)在葉片的某一部位產(chǎn)生較大的激振力，這種激振力雖然不至于使葉片或葉片組產(chǎn)生共振，但極易損壞葉片造成事故。

2 凝汽器真空下降的現(xiàn)象

真空下降是伴隨著一些表象的，例如各個(gè)測(cè)量?jī)x表的指示數(shù)值發(fā)生了變化、機(jī)組的溫度值和氣壓值等都會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，相關(guān)的工作人員要善于對(duì)這些現(xiàn)象進(jìn)行匯總和記錄，以提高判斷能力。

3 凝汽器真空下降的原因

真空下降的原因有很多，例如水循環(huán)中斷、氣壓值過(guò)高或過(guò)低、溫度值變化比較大、凝汽器實(shí)行了超負(fù)荷作業(yè)等等，工作人員需要對(duì)不同的故障誘發(fā)原因進(jìn)行詳細(xì)的記錄，以便于提高類(lèi)似問(wèn)題的處理能力。

4 凝汽器真空下降的判斷、檢查及處理

提高凝汽器真空下降的處理效率，關(guān)鍵是能夠快速準(zhǔn)確的查找出漏洞所在，這樣能夠有效的提高處理質(zhì)量，減少不必要的損失。

當(dāng)發(fā)現(xiàn)真空下降的相關(guān)現(xiàn)象時(shí)，立即啟動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，通知相關(guān)的工作人員，并保證沒(méi)有受到影響的機(jī)組正常運(yùn)行，對(duì)于發(fā)生真空下降的機(jī)組應(yīng)該首先檢查其水循環(huán)系統(tǒng)。水循環(huán)的常見(jiàn)問(wèn)題是發(fā)生堵塞、溫度值變化、氣壓值變化等，可以集中力量首先對(duì)這個(gè)方面進(jìn)行排查。

4.1 檢查凝汽器水位是否過(guò)高，引起真空下降

4.1.1 如果水位突然升高，淹沒(méi)了自動(dòng)閥門(mén)，無(wú)法進(jìn)行遙控操作，可以立即啟用手動(dòng)設(shè)備，進(jìn)行緊急的制動(dòng)控制，直至水位正常在回復(fù)汽輪機(jī)的運(yùn)作。

4.1.2 如果是由于水量過(guò)大，而導(dǎo)致的真空下降，則需要進(jìn)行相應(yīng)的排水處理，排水過(guò)程中必須嚴(yán)格的控制水量變化，水量正常時(shí)立即停止排水。

4.1.3 凝結(jié)水泵工作失常時(shí)，應(yīng)立即啟動(dòng)備用泵，在凝結(jié)水泵工作正常以前，應(yīng)降低負(fù)荷，維持凝汽器正常水位，使真空恢復(fù)正常。

4.1.4 在未補(bǔ)水的情況下，若高壓除氧器水位正常、凝汽器水位過(guò)高引起真空下降，應(yīng)設(shè)法排水維持凝汽器水位正常，同時(shí)通知化學(xué)化驗(yàn)一級(jí)凝結(jié)水水質(zhì)，判斷凝汽器管束是否泄漏，做相應(yīng)處理。

4.2 檢查主抽氣器工作情況是否失常引起真空下降

4.2.1 主抽氣器的壓力異常容易導(dǎo)致真空下降，所以需要對(duì)主抽氣器的壓力進(jìn)行不間斷的檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)進(jìn)行處理。

4.2.2 主抽氣器在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行狀態(tài)下，機(jī)器的溫度會(huì)上升，高溫狀態(tài)下，導(dǎo)致水位發(fā)生變化，壓力數(shù)值產(chǎn)生波動(dòng)，進(jìn)而導(dǎo)致真空下降，為此，需要安裝冷熱水管，及時(shí)的調(diào)整水溫。

4.2.3 主凝結(jié)水流量過(guò)低或主抽氣器冷卻水旁路門(mén)誤開(kāi)引起主抽氣器冷卻水量不足時(shí)，應(yīng)立即開(kāi)啟凝結(jié)水再循環(huán)門(mén)，保證主凝結(jié)水主調(diào)節(jié)站流量不低于250t/h或及時(shí)關(guān)閉主抽氣器冷卻水旁路門(mén)，使主抽氣器工作恢復(fù)正常。

4.2.4 必要時(shí)切換為備用主抽氣器運(yùn)行。

4.3 檢查內(nèi)置管束冷卻水流量是否有波動(dòng)引起真空下降

內(nèi)置管束生水運(yùn)行，在進(jìn)行降低水量的調(diào)整時(shí)，應(yīng)注意凝汽器真空，必要時(shí)關(guān)閉內(nèi)置管束區(qū)抽空氣門(mén)，使真空恢復(fù)正常。

4.4 由于負(fù)荷變化，真空下降

由于負(fù)荷降低或采暖供熱量增大，使汽輪機(jī)負(fù)壓系統(tǒng)擴(kuò)大，因真空嚴(yán)密性差造成真空下降時(shí)，一般下降速度較慢，若真空不能穩(wěn)定在正常規(guī)定值范圍內(nèi)，必要時(shí)啟動(dòng)備用主抽氣器運(yùn)行。

4.5 由于用采暖供熱負(fù)荷，造凝汽器熱負(fù)荷突增引起真空下降

應(yīng)立即減少汽輪機(jī)進(jìn)汽量，至真空恢復(fù)穩(wěn)定，匯報(bào)值長(zhǎng)，要求增加凝汽器循環(huán)水流量，待熱網(wǎng)循環(huán)水系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行方式，再調(diào)整凝汽器循環(huán)水流量。

4.6 真空下降在檢查處理過(guò)程中，應(yīng)采取的緊急措施：

真空下降的數(shù)值不同，具體的處理措施也存在差異性，通常來(lái)說(shuō)主要分為如下幾個(gè)具體的方面：

4.6.1 真空突降了4kPa。如真空繼續(xù)下降，應(yīng)增加循環(huán)水量，保證軸封供汽聯(lián)箱參數(shù)正常，啟動(dòng)備用主抽氣器。

4.6.2 真空突然下降至87kPa以下。如真空繼續(xù)下降，立即快速減負(fù)荷至真空穩(wěn)定并恢復(fù)到正常值范圍內(nèi)。

4.6.3 真空逐漸下降至87kPa以下。在查找原因的同時(shí)，機(jī)組減負(fù)荷，使真空保持在正常值范圍內(nèi)。

4.6.4 真空下降至69kPa。低真空保護(hù)未動(dòng)作時(shí)，立即打閘停機(jī)匯報(bào)值長(zhǎng)。

5 凝汽器真空系統(tǒng)的查漏方法

正確選擇真空下降的查漏辦法是提高查漏質(zhì)量的一個(gè)重要舉措，目前存在的幾種真空查漏系統(tǒng)主要有以下幾種形式：

5.1 蠟燭火焰法。該種辦法的操作比較簡(jiǎn)單，而且設(shè)備簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)費(fèi)用相對(duì)較低，所以是目前比較常見(jiàn)的一種辦法，但是該種辦法不能用于于氫冷發(fā)電機(jī)的系統(tǒng)。

5.2 汽側(cè)灌水試驗(yàn)法。該種檢驗(yàn)的方法比較實(shí)用而且效果顯著，但是需要在停止運(yùn)行的條件下才能實(shí)施，所以對(duì)于一些正在作業(yè)的汽輪機(jī)是無(wú)法使用的。

5.3 氦氣檢漏儀法。該種辦法是近年來(lái)新發(fā)展起來(lái)的，主要應(yīng)用了氦氣的物力屬性，并輔助以相關(guān)的物理學(xué)知識(shí)，雖然還沒(méi)有得到普及但是已經(jīng)初見(jiàn)成效，將會(huì)得到進(jìn)一步的發(fā)展。

6 凝汽器真空下降的預(yù)防

由于凝汽器的故障排查工作比較復(fù)雜，所以在進(jìn)行預(yù)防時(shí)需要做到全面而細(xì)致，具體包括以下幾個(gè)環(huán)節(jié)：

6.1 提高對(duì)于水循環(huán)系統(tǒng)的管理，進(jìn)行不間斷的狀況監(jiān)測(cè)，采取及時(shí)的補(bǔ)水和排水處理，保證水循環(huán)的基本溫度和壓力數(shù)值，杜絕真空下降的基本條件。

6.2 加強(qiáng)對(duì)凝結(jié)水系統(tǒng)的監(jiān)視、維護(hù)，保持凝結(jié)水泵正常運(yùn)行，保持凝汽器水位正常，凝汽器水位自動(dòng)正常投入。

6.3 注意汽封壓力調(diào)整，軸封供汽壓力自動(dòng)應(yīng)正常投入。

6.4 重要的構(gòu)成部件需要留有備用，以便不時(shí)之需，并需要對(duì)其進(jìn)行定期的質(zhì)量檢查。

6.5 安裝必要的冷卻水系統(tǒng)，以便于水系統(tǒng)的溫度快速下降。

6.6 進(jìn)行定期的水循環(huán)清潔處理，以防止出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。

6.7 實(shí)行嚴(yán)格的檢查，對(duì)于存在的問(wèn)題必須及時(shí)上報(bào)并做好記錄。

6.8 報(bào)警系統(tǒng)需要嚴(yán)格按照相關(guān)的規(guī)定進(jìn)行安裝和設(shè)計(jì)，任何人不得以任何理由對(duì)其進(jìn)行更改。

7 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，提前預(yù)防和檢查是處理汽輪機(jī)凝汽器的一項(xiàng)重要舉措。只要進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制，就能夠防患于未然，盡量減少汽輪機(jī)凝汽器真空下降的危害。相信通過(guò)大量的理論研究和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，未來(lái)我國(guó)處理該項(xiàng)問(wèn)題的能力也會(huì)逐漸的加強(qiáng)。