查找凝汽器真空值偏低原因的實踐與思考

周雪元,張德忠

（浙江浙能長興發(fā)電有限公司,浙江 長興 313100）

1 凝汽器的功能

凝汽器的主要功能是在汽輪機的排汽部分建立低背壓，使蒸汽能最大限度地做功，然后冷卻下來變成凝結(jié)水，并予以回收。凝汽器的這種功能由真空抽氣系統(tǒng)和循環(huán)冷卻水系統(tǒng)給予配合和保證，真空抽氣系統(tǒng)的正常工作，將漏入凝汽器的氣體不斷抽出，循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的正常工作，確保了進入凝汽器的蒸汽能夠及時地凝結(jié)變成凝結(jié)水，體積大大縮小既能將水回收，又保證了排汽部分的高真空。

2 凝汽器真空降低對機組的影響

凝汽器真空降低對機組的影響主要表現(xiàn)為以下幾個方面：其一是當(dāng)汽機的排汽壓力、溫度升高，蒸汽在凝汽器中的冷源損失增大，機組效率下降；其二是真空降低，要維持機組負荷不變，需增加蒸汽流量，引起末級葉片可能過負荷；其三是凝汽器真空下降較大而排汽溫度上升較高時，將使排汽缸及低壓軸承座等部件受熱膨脹，引起機組中心偏移，可能發(fā)生振動；其四是由于排汽溫度升高，可能引起凝汽器冷卻水管脹口松動，破壞凝汽器冷卻水管嚴密性。

3 某廠#1、#2機組真空值比對（2013年1月部分日平均數(shù)據(jù)及9日上午8:40分數(shù)據(jù)）

上述表格數(shù)據(jù)顯示在日均負荷較低的情況下（1月1日—8日），#1機組較#2機組真空值偏低0.4kPa。而在個別高負荷情況下，例如1月9日8:40，#1#2機組負荷均為300MW滿負荷運行，#1機組比#2機組真空偏低達到0.9kPa。這個現(xiàn)象引起了工作人員的高度重視。

4 影響凝汽器真空的主要因素：

機組運行中凝汽器真空緩慢下降的原因分析：

4.1 真空系統(tǒng)不嚴密

該故障通常表現(xiàn)為汽輪機同一負荷下的真空值比正常時低，并穩(wěn)定在某一真空值，隨著負荷的升高凝汽器真空反而升高。真空系統(tǒng)嚴密程度與泄漏程度可以通過定期真空系統(tǒng)嚴密性試驗進行檢驗。若確認真空系統(tǒng)不嚴密，則要仔細找出泄漏處，可用蠟燭或?qū)Ｓ玫臋z漏儀器檢測，并及時消除。

4.2 凝汽器水位高

凝汽器水位升高往往是因為凝結(jié)水泵運行不正?；蛩糜泄收希顾秘摵上陆邓?。必要時啟動備用水泵，將故障泵停下進行檢修。若檢查出凝結(jié)水硬度大或加熱器水位高，可以判斷凝汽器或加熱器銅管破裂導(dǎo)致凝汽器水位升高。此外凝結(jié)水再循環(huán)門也能造成凝汽器水位高，應(yīng)多方面綜合考慮。

4.3 循環(huán)水量不足

相同負荷下(指排汽量相同)，若凝汽器循環(huán)水出口溫度上升，即進出口溫差增大，說明凝汽器循環(huán)水量不足，應(yīng)檢查循環(huán)水泵工作有無異狀，檢查循環(huán)水泵出口壓力、凝汽器水室入口水壓和循環(huán)水進口水位，檢查進口濾網(wǎng)有無堵塞。

4.4 凝汽器換熱性能

凝汽器換熱管熱阻包括汽側(cè)熱阻和水側(cè)熱阻兩個因素，熱阻增大致使汽水熱交換效率降低，端差增大，凝汽器真空降低。

5 排查1#機組凝汽器真空值偏低的主要原因

工作人員采用了排除法查找#1機組真空緩慢下降原因。

（1）真空系統(tǒng)不嚴密：近兩個月內(nèi)每月進行真空嚴密性試驗，試驗數(shù)據(jù)表明真空下降<0.2kPa/min,良好；排除。

（2）凝汽器水位高：校對就地磁翻板水位計和CRT水位計，水位正常，且凝結(jié)水質(zhì)合格，凝汽器銅管亦未泄漏；排除。

（3）循環(huán)水量不足：該廠#1、#2機循環(huán)泵出口聯(lián)絡(luò)閥打開，循環(huán)水系統(tǒng)共用，循環(huán)水泵進口水位正常，檢查進口濾網(wǎng)亦無堵塞現(xiàn)象，循環(huán)水泵工作正常，#1、#2凝汽器水室進出口水壓基本一致；排除。

（4）真空泵工作不正常或效率降低。運行真空泵運行電流200A，正常，切換至備用真空泵后電流相同，且真空未得到改善；排除。

（5） 在排除了上述四個主要可能因素后，工作人員最后鎖定了凝汽器換熱管熱阻這一要因，凝汽器換熱管熱阻大，會導(dǎo)致致使汽水熱交換效率降低，端差增大，凝汽器真空降低。汽輪機凝汽器真空的物理定義為當(dāng)?shù)卮髿鈮簻p去凝汽器排汽壓力，即為凝汽器真空值，而凝汽器排汽壓力是根據(jù)凝汽器排汽溫度來確定的。若凝汽器循環(huán)水入口水溫為 ，出口水溫為 ，凝汽器傳熱端差為 ，則排汽溫度如式(1)所示：

在收集凝汽器端差數(shù)據(jù)過程中，工作人員發(fā)現(xiàn)一個值得注意的現(xiàn)象：#1機凝汽器A/B側(cè)端差不一致，A側(cè)循環(huán)水出水溫度高于B側(cè)。1月9日8:30兩側(cè)偏差達到5℃，A側(cè)端差為6℃符合設(shè)計要求, B側(cè)為11℃遠大于設(shè)計值。因為凝汽器汽側(cè)部分A/B兩側(cè)相連通，而A側(cè)端差正常，所以凝汽器換熱銅管的汽側(cè)換熱熱阻大（凝汽器換熱銅管氣側(cè)積有不凝結(jié)氣體等原因）引起真空偏低的原因可以基本排除。由此，工作人員最后將#1機凝汽器真空低的原因鎖定在B側(cè)凝汽器銅管水側(cè)換熱熱阻上，即B側(cè)銅管臟污。

2013年1 月9 日工作人員對凝汽器#B側(cè)膠球清洗裝置進行了仔細檢查、分析，發(fā)現(xiàn)該裝置雖然處于運行狀態(tài)，實際參與清洗球量稀少。經(jīng)了解該裝置裝球室一底部放水閥故障，不能正常放水，膠球浮于裝球室水面，因此日常膠球清洗工作中沒有正常收球以及正常投放新膠球，由于該缺陷需待機處理，相關(guān)工作人員未加以重視，且未對該缺陷持續(xù)跟蹤，導(dǎo)致缺陷存在兩個月未得到及時處理。12:40，工作人員對該裝置缺陷進行了臨時處理，加裝了臨時放水閥，投放新膠球600只加強凝汽器銅管清洗。B側(cè)端差逐漸好轉(zhuǎn)，最終#1機凝汽器真空提高了1.2kPa。

6 關(guān)于凝汽器真空的幾點思考

（1）發(fā)電廠應(yīng)建立凝汽器設(shè)備運行參數(shù)檔案，用以紀錄歷年不同環(huán)境溫度、不同負荷條件下的真空值，便于比對分析當(dāng)前工況下真空值是否正常；

（2）要高度重視膠球清洗裝置運行狀態(tài)的檢查以及設(shè)備缺陷的消除工作，避免凝汽器長時間得不到清洗。

AB兩側(cè)，因此在對凝汽器端差分析時不能用兩側(cè)出水平均溫度簡單加以分析，而要對AB兩側(cè)單獨分析計算，這一點在相關(guān)教科書上并未提及。