凝汽器真空度下降原因分析及處理

曹葉

(廣東粵電集團(tuán)靖海發(fā)電有限公司，廣東 靖海 515223)

1 設(shè)備概況

廣東粵電集團(tuán)惠來(lái)電廠#1機(jī)組為東方汽輪機(jī)廠引進(jìn)日立技術(shù)生產(chǎn)制造的超臨界壓力、一次中間再熱、單軸、三缸四排汽、雙背壓、純凝汽式汽輪機(jī)，型號(hào)為N600-24.2/566/566，最大連續(xù)出力為634.18 MW，額定出力為600 MW。凝汽器系雙殼體、單流程、雙背壓表面式凝汽器，由2個(gè)斜喉部，2個(gè)殼體(包括熱井、水室及回?zé)峁芟?，循環(huán)水連通管，汽輪機(jī)排汽缸與凝汽器連接所采用的不銹鋼波形膨脹節(jié)，底部的滑動(dòng)、固定支座等組成全焊接結(jié)構(gòu)。凝汽器喉部上布置有組合式低壓加熱器(以下簡(jiǎn)稱低加)、給水泵汽輪機(jī)的排汽接管、汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)的三級(jí)減溫減壓器等。汽輪機(jī)的五、六、七、八段抽汽管道以及軸封回汽、送汽管道單獨(dú)從喉部頂部引入，五、六段抽汽管分別通過(guò)喉部殼壁引出，七、八段抽汽管接入布置在喉部?jī)?nèi)的組合式低加。

2 真空度異常情況

2011-04-06，#1機(jī)組C級(jí)檢修后啟動(dòng)并網(wǎng)帶負(fù)荷，發(fā)現(xiàn)凝汽器真空度在-92.4～-93.6 kPa范圍內(nèi)波動(dòng)，較同型號(hào)#2機(jī)組相比偏低。04-08，檢修維護(hù)人員對(duì)3臺(tái)真空泵冷卻器進(jìn)行清理后，凝汽器真空度由-93.6 kPa上升至-94.8 kPa，但真空度不穩(wěn)定，機(jī)組降至較低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)真空度又下降。04-14，運(yùn)行人員將A，B汽動(dòng)給水泵密封水回水至凝汽器手動(dòng)門適當(dāng)關(guān)小后，真空度由原來(lái)的-94.3 kPa快速上升至-95.5 kPa，最終穩(wěn)定在-96.8 kPa。

2011-05-08 T 08：00 — 12:00，在機(jī)組工況沒(méi)有變化且無(wú)運(yùn)行操作的情況下，凝汽器真空度由-95.6 kPa 降至-94.3 kPa，比同型號(hào)#2機(jī)組相同情況下低2.0 kPa。05-09 — 26，汽機(jī)專業(yè)技術(shù)人員對(duì)相關(guān)系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行了檢查。

(1)05-13，檢查發(fā)現(xiàn)#8A低加危急疏水調(diào)門門蓋有泄漏點(diǎn)，封堵緊固門蓋后機(jī)組的真空度由-94.86 kPa 升至-95.92 kPa。

(2)05-14，檢查發(fā)現(xiàn)低壓側(cè)凝汽器循環(huán)水出水端外殼溫度較平常高20～30 ℃，且內(nèi)部氣流聲較大；五段抽汽壓力自5月8日起逐漸下降，且#5低加溫升亦逐漸減少。綜合各現(xiàn)象初步分析為五段抽汽在凝汽器內(nèi)引出管的連接膨脹節(jié)爆破或泄漏，需停機(jī)檢查處理。

(3)05-21 — 26，采用氦氣查漏發(fā)現(xiàn)2個(gè)主要泄漏點(diǎn)：主機(jī)#6軸承箱底部排油孔洞，A凝汽器喉部膨脹節(jié)。

3 處理過(guò)程和原因分析

3.1 真空泵工作液溫度的影響

2011-04-08，運(yùn)行人員檢查發(fā)現(xiàn)#1機(jī)組A，B真空泵的工作水溫度偏高，當(dāng)時(shí)真空泵冷卻器冷卻水(循環(huán)水)入水溫度為19 ℃，而真空泵工作液(除鹽水)溫度明顯偏高，達(dá)38～40 ℃。分析認(rèn)為真空泵冷卻器可能臟污或堵塞，熱交換能力下降，使真空泵工作液溫度偏高。對(duì)真空泵進(jìn)行清理后，真空度明顯提高，由-93.6 kPa升至-95.8 kPa。

由于水環(huán)式真空泵是以水為工質(zhì)進(jìn)行工作的，所以泵體內(nèi)水的溫度決定了各小室內(nèi)空間在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中所能達(dá)到的真空度。也就是說(shuō)，最高真空度是由水的汽化壓力所決定的，而水的汽化壓力就是真空泵工作水溫下的飽和蒸汽壓力。例如：100 ℃水的飽和蒸汽壓力為0.1 MPa，如果采用100 ℃的水作為水環(huán)真空泵的工作液，從理論上來(lái)說(shuō)是無(wú)法抽真空的。有試驗(yàn)證明，當(dāng)水環(huán)真空泵工作液溫度在25 ℃以上時(shí)，真空泵的抽吸空氣能力就開(kāi)始減弱，35 ℃以上時(shí)將大大減弱，達(dá)到其飽和溫度時(shí)，工作液將會(huì)飽和汽化，并最終喪失工作能力。因此，作為工質(zhì)的水應(yīng)當(dāng)及時(shí)予以冷卻，使其盡可能保持較低的溫度。

3.2 給水泵機(jī)械密封水回水調(diào)整門開(kāi)度的影響

2011-04-10，#1機(jī)組降負(fù)荷后，凝汽器真空度又降至-93.6 kPa，懷疑真正的泄漏點(diǎn)還沒(méi)有被發(fā)現(xiàn)。#1機(jī)組負(fù)荷變化對(duì)真空度的影響表現(xiàn)為：機(jī)組負(fù)荷較高時(shí)，真空度也隨之提高；負(fù)荷低時(shí)，真空度也較低。運(yùn)行人員多次對(duì)2臺(tái)汽動(dòng)給水泵機(jī)械密封水回水至凝汽器手動(dòng)門進(jìn)行關(guān)小調(diào)整，真空度有所提高。04-14，運(yùn)行人員再次關(guān)小A，B汽動(dòng)給水泵密封水回水至凝汽器手動(dòng)門后，真空度由-94.3 kPa快速升至-95.5 kPa，最終穩(wěn)定在-96.8 kPa，說(shuō)明有空氣經(jīng)給水泵機(jī)械密封水回水管漏入凝汽器，造成凝汽器真空度下降。因此，給水泵機(jī)械密封水回水調(diào)整門開(kāi)度太大會(huì)直接導(dǎo)致真空度下降。

該廠#1，#2機(jī)組汽動(dòng)給水泵機(jī)械密封水回水至凝汽器前都設(shè)有兩級(jí)水封，以防止空氣漏入凝汽器，但在機(jī)組工況變化、給水泵回水不正常、回水門開(kāi)度不合理、水封破壞時(shí)，外界空氣很容易經(jīng)給水泵軸端、回水管、水封進(jìn)入凝汽器，造成凝汽器真空度下降。

(1)當(dāng)給水泵機(jī)械密封水回水調(diào)整門開(kāi)度較大時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致回水調(diào)整門前回水管內(nèi)部處于負(fù)壓狀態(tài)，外界的少量空氣容易被吸入回水管。由于水封至凝汽器的管路是從第二級(jí)水封上部側(cè)面接出的，水封筒頂部存在空間，隨密封水回水漏入的空氣在水封筒頂部積存，當(dāng)積聚到一定程度時(shí)水封筒內(nèi)水封遭到破壞，導(dǎo)致密封水回水管內(nèi)的氣、水混合進(jìn)入凝汽器，真空度下降。

(2)當(dāng)給水泵機(jī)械密封水回水調(diào)整門開(kāi)度較大，而密封水回水量較小時(shí)，回水調(diào)整門前回水管道內(nèi)水不能處于充滿狀態(tài)，導(dǎo)致大量空氣從汽動(dòng)給水泵軸端或管道法蘭不嚴(yán)密處吸入回水管道，由于水封筒高度較小，水封效果差，致使密封水回水?dāng)y帶大量空氣直接進(jìn)入凝汽器，對(duì)凝汽器真空度和凝結(jié)水溶氧產(chǎn)生很大的影響。

(3)機(jī)組負(fù)荷較高時(shí)，給水泵壓力、流量增加，回水管流量較大，充滿度好，空氣不容易被吸入，水封運(yùn)行良好，真空度提高。負(fù)荷低時(shí)，由于回水門開(kāi)度較大，回水管道內(nèi)流量小，空氣容易進(jìn)入回水管道，造成水封破壞，影響真空度。

3.3 低加危急疏水管道泄漏的影響

該機(jī)組低加危急疏水是通過(guò)疏水?dāng)U容器排向凝汽器熱井的，低加危急疏水管道在危急疏水調(diào)門后是處于負(fù)壓狀態(tài)的。故當(dāng)#8A低加危急疏水調(diào)門門蓋密封不嚴(yán)時(shí)，會(huì)有空氣漏入凝汽器，導(dǎo)致凝汽器真空度下降。

3.4 凝汽器內(nèi)五段抽汽引出管連接膨脹節(jié)爆破或泄漏的影響

因五段抽汽引出管連接膨脹節(jié)爆破或泄漏，導(dǎo)致大量高能蒸汽直接進(jìn)入凝汽器，增加了凝汽器熱負(fù)荷，導(dǎo)致真空度下降。

3.5 主機(jī)軸承座底部排油管孔洞的影響

由于主機(jī)#3～#6軸承座漏油排油口管道自凝汽器喉部殼壁引出，當(dāng)凝汽器內(nèi)部軸承座漏油排油口管道出現(xiàn)破損以及穿出凝汽器殼壁處的密封松動(dòng)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致外部空氣經(jīng)排油破損管道及凝汽器殼壁穿孔處的間隙進(jìn)入凝汽器，致使凝汽器真空度降低。

4 處理措施及處理后的效果

廣東粵電集團(tuán)惠來(lái)電廠利用#1機(jī)組調(diào)峰停運(yùn)機(jī)會(huì)更換了五段抽汽管道凝汽器內(nèi)爆破連接膨脹節(jié)；將主機(jī)#3～#6軸承座漏油排油口管道直接從軸承座底部引出，不再?gòu)哪鞔┻^(guò)，并對(duì)原凝汽器穿孔進(jìn)行了封堵；對(duì)給水泵密封水回水至凝汽器隔離水封進(jìn)行改造，增加了一級(jí)水封，達(dá)到了水封設(shè)計(jì)效果；對(duì)A凝汽器喉部膨脹節(jié)漏氣處進(jìn)行了封補(bǔ)。經(jīng)上述處理后，2011-06-08,#1機(jī)組開(kāi)機(jī)并網(wǎng)帶負(fù)荷，凝汽器真空度恢復(fù)正常，達(dá)到-96.8 kPa，可降低標(biāo)準(zhǔn)煤耗約6 g/(kW·h)，經(jīng)濟(jì)、環(huán)保效益十分可觀。

參考文獻(xiàn)：

[1]胡念蘇.600 MW超臨界火力發(fā)電機(jī)組技術(shù)叢書(shū)：汽輪機(jī)設(shè)備及系統(tǒng)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2006.

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