抽汽凝汽式機組低真空及解決方法研究

曹健

摘 要：凝氣設(shè)備是凝汽式汽輪機組的一個重要組成部分，它的工作性能直接影響整個汽輪機的安全性、可靠性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟性。而凝汽器真空度是汽輪機運行的重要指標，也是反映凝汽器綜合性能的一項主要考核指標。凝汽器的真空水平對汽輪發(fā)電機組的經(jīng)濟性有著直接影響，因此保持凝汽器良好的運行工況，保證凝汽器的最有利真空度，是每個發(fā)電廠節(jié)能的重要問題。而凝汽器內(nèi)所形成的真空受凝汽器真空、系統(tǒng)嚴密性狀況等因素制約。因此，通過對汽輪機凝汽器真空度下降的原因，找出解決真空度下降的措施。

關(guān)鍵詞：背壓式汽輪機 抽汽凝汽式汽輪機 低真空

中圖分類號：TK26 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）02（c）-0022-01

在常規(guī)的抽汽凝汽式火力發(fā)電廠中，汽輪機排汽在凝汽器中被冷卻而凝結(jié)成水，同時循環(huán)冷卻水被加熱，其熱量散發(fā)至大氣或河流中，從而導(dǎo)致汽輪機產(chǎn)生冷源損失。這種冷源損失是造成火電廠循環(huán)熱效率低的一個主要原因。凝汽器真空的嚴密性是對機組出力和效率影響很大的一個因素，也是關(guān)系到整個機組是否能安全穩(wěn)定運行的一個重要指標。隨著大型超高壓、亞臨界機組的日益增多，汽輪機真空系統(tǒng)及有關(guān)的汽封、疏水系統(tǒng)等影響真空系統(tǒng)嚴密性的環(huán)節(jié)增多。為此，提高機組的真空嚴密性已成為改善機組運行狀況，降低發(fā)電煤耗的一項重要工作。只有深刻了解到凝汽器真空降低的原因，才能盡快解決真空系嚴密性的問題。

1 100MW汽輪機真空低的原因及影響因素分析

對于凝汽式汽輪機來講，如果汽輪機在排汽方面的壓力越低，則真空就越高，汽輪機的理想焓降越大，做功能力也就越強。但這并不是越大越好，維持最佳真空為宜。影響真空值大小主要有兩方面的因素：凝汽器的濕飽以及蒸汽的壓力，其和運行中凝汽器的熱力特性等因素有關(guān)；而凝汽器中凝結(jié)氣體的份量，則和真空系統(tǒng)中的空氣泄漏量以及真空泵的運行出力等因素相關(guān)。針對具體運行的機組，一般情況下，真空均偏低。合理監(jiān)控汽輪機，進而尋找到真空低的原因。

1.1 循環(huán)冷卻水量存在不足以及水溫的升高對真空帶來的影響

循環(huán)冷卻水在入口的溫度如果降低，則凝汽器排汽溫度也會隨之下降，而工廠在夏季時入口的溫度往往會達38 ℃，對凝汽器真空會產(chǎn)生重大影響。根據(jù)《火電廠節(jié)能工程師培訓教材》中介紹的實驗數(shù)值，真空每降低l%，汽輪機熱耗率則會增加0.9～1.8個百分點，若真空降低2%，機器的熱耗率則會增加1.72%，對供電煤耗的影響也會增加6.97 g/kW·h[1]。另外，由于凝汽器銅管容易產(chǎn)生結(jié)垢，結(jié)垢后就會很容易導(dǎo)致被一些雜物所堵塞，這就使得通流面積減小，循環(huán)水的通水量下降，這樣就會導(dǎo)致汽輪機真空的下降。

1.2 凝汽器真空系統(tǒng)不嚴密，汽側(cè)泄漏導(dǎo)致積空氣

凝汽器汽側(cè)積空氣，使空氣分壓力增大也使傳熱效率下降。隨著空氣分壓力的增大，提高了氧在凝結(jié)水中的溶解度，使凝結(jié)水中所含氧的分量增大，這就會加劇其對低壓管道和低壓加熱器的腐蝕度。同時空氣的分壓力不斷升高就使得蒸汽的分壓力不斷下降，凝結(jié)水溫度低于排汽壓力下對應(yīng)的飽和溫度，引起凝結(jié)水過度冷卻，使汽輪機在經(jīng)濟性方面降低，還使凝結(jié)水中溶氧量得到增加。最后泄漏到凝汽器中過多的不凝結(jié)氣體滯留在凝汽器中影響氣體傳出，使空氣異常下降，而且，真空下降到某一定值后，漏氣量和抽氣量達到平衡，因而，真空系統(tǒng)不嚴密漏氣量增多，汽側(cè)泄漏導(dǎo)致積空氣。

1.3 真空系統(tǒng)管道與閥門密封不嚴

在汽輪機運行的過程中發(fā)現(xiàn)，如果真空降低到某一特定的數(shù)值后，便不再繼續(xù)下降，可以將這認為是從真空狀態(tài)的管道、閥門等有不嚴的地方滲漏入空氣所引起的。而此時抽氣器的最大抽汽量與漏汽量是相互平衡的，故真空的相對穩(wěn)定起到維護的作用。此外，汽輪機在運行過程中由于低壓抽汽管道或者汽缸結(jié)合面法蘭不嚴等都可以導(dǎo)致空氣的滲透，對真空也會產(chǎn)生降低作用。當發(fā)生這種情況的時候，應(yīng)盡量維持機組在較高負荷的環(huán)境下運行，待對機組進行檢修時在對這類缺陷進行處理[3]。

2 解決低真空低系統(tǒng)的方法及措施

2.1 確保汽輪機軸封間隙調(diào)整符合標準，減小軸封間的漏氣量

盡量保證高壓軸封間的漏氣量能夠降低，這樣才能使蒸汽做功能力提高，機組效率得以提升。高壓缸后軸封一檔漏氣以及前軸封二檔漏氣能夠被減小，這就可以降低進入七段抽氣的軸封漏氣壓力及溫度，這樣機組才可以保持真空狀態(tài)。適當?shù)恼{(diào)整低壓缸前后軸封，這樣空氣就很難進入低壓缸，并提高汽輪機的真空狀態(tài)。再者就是改造對軸封，減小軸封的漏氣。

2.2 確保凝汽器循環(huán)水流量及溫度適宜

循環(huán)水溫度受氣候和天氣的影響很大，這是我們無法改變的。但是我們可以通過改變冷水塔、循環(huán)水泵的運行方式來加以彌補。比如，在冬季和初春時節(jié)，在循環(huán)水入口的水溫較低，兩循環(huán)泵在運行的過程中，可以使凝汽器在運行時維持在最經(jīng)濟的真空狀態(tài)。隨著循環(huán)水入口水溫的不斷升高，汽輪機的真空下降，當水溫超過25 ℃的時候，其單臺機組的出力以及整體的經(jīng)濟性都將受到影響，這可以通過采用對工業(yè)水泵的啟用，兩循環(huán)泵配置一臺工業(yè)水泵的運行方式可以很大地提高循環(huán)水量[4]。實際表明，在夏季多啟動一臺工業(yè)水泵，能夠使機組的真空大約增加2%。

2.3 保證真空系統(tǒng)的密封性

在正常運行，軸封供氣壓力正常情況下，維持壓力處于0.025～0.030 MPa之間。真空嚴密性實驗要定期做，確保真空每分鐘下降不多于0.006 MPa，盡力保證每分鐘的下降不多于0.04 MPa。如果真空系統(tǒng)嚴密性試驗達不到預(yù)期目的，則應(yīng)該安排及時的查漏堵漏。

3 結(jié)語

凝汽器真空降低，往往是多種因素共同作用的結(jié)果，由于真空系統(tǒng)比較龐大，缺乏系統(tǒng)的嚴密性。但我們只要不盲目采取儀器進行普查，需要冷靜的思考，逐步的排查，縮小范圍，采取最得當?shù)拇胧?，就能保持機組的正常運行[5]。對汽輪機的真空度的提高可以使機組更加安全、經(jīng)濟的運行，而且能夠使整個電廠的經(jīng)濟效益得到提高，綜上所述，應(yīng)該對100 MW汽輪機真空低進行認真的分析，同時也要及時的研究出解決問題的方法。

參考文獻

[1] 鄭體寬.熱力發(fā)電廠[M].北京：中國電力出版社，2001.

[2] 林萬超.火電廠熱系統(tǒng)節(jié)能理論[M].西安：西安交通大學出版社.

[3] 王海霞.100MW汽輪機真空低的原因分析及防治措施[J].內(nèi)蒙古電力，2008（19）.

[4] 能源部節(jié)能司.火電廠節(jié)能工程師培訓教材[Z].能源部出版社，2009.

[5] 甘肅省電力工業(yè)局，河南省電力工業(yè)局編.汽輪機設(shè)備運行技術(shù)[M].中國電力出版社，2008.endprint