汽輪機組真空度過低原因探析與解決措施

李海華

摘 要：重點討論了凝汽系統(tǒng)和真空系統(tǒng)兩方面的內容，說明了可能導致汽輪機真空度降低的原因，并給出了有針對性的解決措施，很好地解決了這個問題。

關鍵詞：汽輪機；真空度；凝氣系統(tǒng)；真空系統(tǒng)

中圖分類號：TK268 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.02.157

進入新時期以來，隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，生產(chǎn)和生活對能源的需求量在不斷上升，汽輪機也被廣泛應用于很多方面。但是，由于操作不當和機組運行異常等原因，經(jīng)常會發(fā)生真空度降低的問題，嚴重影響了汽輪機的正常運行。目前，相關工作人員最重要的工作就是解決該問題。

1 設備現(xiàn)狀

某電廠的1#、2#發(fā)電機組分別于2005年、2006年投入使用，投運至今，汽輪機的真空情況惡化。在正常運行的過程中，冬季的真空度應該在-0.094 MPa，夏季的真空度應該維持在-0.091 MPa左右，但是，有時候汽機真空度會降至-0.080 MPa，本來一用一備的射抽系統(tǒng)也經(jīng)常會出現(xiàn)2臺射水抽氣器同時運行才能勉強滿足機組真空度的被動局面。真空度差必然會使排氣溫度上升，如果排氣溫度持續(xù)過高，一方面，會造成后汽缸膨脹不均，排汽缸和軸承座受熱膨脹，轉子中心變化，動靜部分摩擦，引起機組振動，而且排氣溫度高還可能會使凝汽器冷卻水管脹口松弛，破壞了機器的嚴密性，進一步影響真空度，形成惡性循環(huán)，影響機組的安全運行；另一方面，它會使汽輪機的進汽焓降減少，降低汽輪機的工作效率。

2 原因分析

通過分析50 MW汽輪機6年的運行狀況，并應用逐項排除法和灌水查漏法檢查汽輪機的具體情況，再結合其他各單位同樣機組在真空方面的經(jīng)驗教訓，發(fā)現(xiàn)影響汽輪機真空的原因有很多，但其主要集中在凝汽系統(tǒng)和真空系統(tǒng)兩方面。

2.1 凝汽系統(tǒng)的檢查

2.1.1 循環(huán)水系統(tǒng)

當循環(huán)水量不足或者溫度較高時，會影響冷凝效果，進而影響真空度。根據(jù)2009年某節(jié)能公司對循環(huán)水管道流量的在線監(jiān)測情況可知，實際測得2臺機組的循環(huán)水流量為16 435 t/h，完全符合2臺機組凝汽器所需的用水量。由此可以判斷，其水量是充足的。

2.1.2 射水抽氣系統(tǒng)

50 MW機組設有2臺射水泵和2臺射水抽氣器，正常運行方式為一用一備，單泵對應單臺射水抽氣器。

射水抽氣器型號為TD32型，工作水壓為0.36 MPa，喉管材質為碳鋼，容易受到硬水的腐蝕，曾經(jīng)，作業(yè)區(qū)4臺射水抽氣器的喉管焊縫均有不同程度的腐蝕，嚴重影響了抽氣效果。因此，作業(yè)區(qū)已經(jīng)逐步將4臺射水抽氣器全部更換為同型號的合金鋼射水抽氣器，更換投運之后，未出現(xiàn)射水抽氣器喉管焊縫腐蝕的問題。

2.1.3 軸加疏水系統(tǒng)

軸封加熱器的作用是利用汽輪機的前后軸封汽加熱凝結水，軸封汽遇冷凝結后的疏水會通過多級水封筒回收至凝汽器中。

將軸封疏水回收至凝汽器中，使得凝汽器與外界多了1個連接的窗口。為了防止空氣隨著軸封疏水通過軸進入凝汽器，所以，要在疏水與凝汽器之間加裝1個特殊的設備——多級水封筒。多級水封筒的作用是通過一定的水封高度，阻斷軸加與凝汽器之間的聯(lián)系，只讓水進入凝汽器而不讓空氣進入凝汽器，進而保證了真空系統(tǒng)的嚴密性。

2.1.4 冷凝器銅管

當冷凝器銅管泄漏時，凝汽器的換熱面積會減少，使排汽缸的溫度升高。作業(yè)區(qū)曾經(jīng)發(fā)生過一起冷凝器泄漏事件，當時真空度有所下降，同時，化水監(jiān)測到凝結水樣硬度超標為25，在數(shù)次化驗、核實硬度之后，決定停機。之后安排凝汽器進行汽側灌水查漏，打開水側人孔門發(fā)現(xiàn)，汽側兩端隔板上的連接固定桿螺帽處滲水，補焊后重新開機，凝結水硬度合格，真空度良好。因此，凝汽器銅管是否泄漏可以通過化水對凝結水的硬度監(jiān)測來判斷。

2.1.5 凝汽器熱井水位

在機組正常運行時，機組凝汽器水位應保持在1 m左右。當凝汽器的熱井水位過高，淹沒凝汽器銅管或者凝汽器的抽汽口時，會導致凝汽器的內部工況發(fā)生變化，即熱交換效果下降，這時，真空度就會緩慢下降。而造成凝汽器熱井水位過高的原因可能是該機組密封水回水太多，超過了1臺凝泵的有效負載；凝汽器磁翻板水位計卡澀，凝結水出口調整門自動誤判斷；凝結水出口調整門開度響應慢，排水不暢；除氧器壓力過高，排擠凝結水的正常輸送；低加疏水泵沒有根據(jù)負荷上漲及時投用。當確定是凝汽器的熱井水位升高造成凝汽器真空度緩慢下降時，必須立即檢查出使凝汽器水位上升的原因，并且迅速想辦法將凝汽器水位降至正常水位值。針對凝汽器磁翻板水位計卡澀的情況，在2臺機組的凝汽器磁翻板水位計旁增加了玻璃管水位計，2個水位計互相比對，消除了磁翻板水位計浮球卡澀造成的錯誤判斷。

2.1.6 低加疏水系統(tǒng)

在機組正常運行的過程中，由于人員疏忽大意或工況發(fā)生變化時，未能及時調整低壓加熱器的水位，特別是當疏水逐級自流時，1#低壓加熱器無水位運行。由于低壓加熱器無水位，抽汽未能進行熱交換就直接排向凝結器熱水井，使凝結器熱負荷增大，真空度下降。面對此類情況，需要工作人員盡心盡力，時刻注意各加熱器的運行情況，保證加熱器有水位。同時，要適當調低加空氣門的開度，一般只需要開兩三圈就能將未凝結的乏汽排走，如果開度過大，低壓加熱器內的高壓蒸汽就會通過空氣門直接被吸入凝汽器，進而影響真空度。

2.2 真空系統(tǒng)的檢查

2.2.1 軸封汽

軸封汽的作用是在機組運行過程中，為汽機的高壓端和低壓端提供汽源，防止高壓端漏出高壓蒸汽，防止低壓端漏入空氣，所以，要嚴密監(jiān)視均壓箱的壓力。規(guī)程規(guī)定均壓箱的壓力為0.00 294～0.0 294 MPa。在正常情況下，均壓箱的壓力維持在0.03 MPa左右，如果軸封汽壓過小甚至斷汽，就會有外部空氣進入后軸封，而外部空氣都是不冷凝氣體，會影響機組的真

空度。但是，軸封汽也不能調整得過大，否則軸封汽就會進入后汽缸，同樣也會影響真空度。

2.2.2 真空系統(tǒng)管道的嚴密性檢查

作業(yè)區(qū)經(jīng)過數(shù)次灌水查漏，灌滿后，只要觀察漏水點就能很容易地查出漏點。綜合幾年來的查漏情況，漏點基本處于以下幾個位置：①機前六、七抽管道法蘭結合面和管道焊縫；②疏水膨脹箱上端法蘭和下端法蘭；③機組1#低加進汽管（七抽管道）膨脹節(jié)也會因為負荷變化幅度大引起強烈的拉伸收縮，進而造成泄漏；④低加本體排地溝門也會有不同程度的內漏，而且1#、2#低加相當于負壓，在機組運行過程中，就算內漏也不會有水流出，所以，很難被發(fā)現(xiàn)；⑤給泵密封水回水水封筒頂部、底部的放空氣口和焊縫等處也會有不同程度的泄漏。在檢查這些部位時，可以采用開大密封水回水的方法，如果確有泄漏，開大回水后，原本漏空氣的地方就會有水噴出，很容易檢查出來。

2.2.3 真空破壞門、熱井放水門，水位計

一些真空系統(tǒng)與外界直接聯(lián)系的閥門也是比較重要的位置，比如真空破壞電動門、熱井放水門。如果閥門閥芯有磨損或者閥芯處夾雜雜質，很有可能造成這些門內漏，影響真空度。水位計各考克處也是比較容易漏入空氣的位置，這種情況比較少出現(xiàn)，但是仍然存在。在檢查時，可以用蠟燭火焰法或者在法蘭等處涂膠判斷漏氣的情況。我作業(yè)區(qū)發(fā)生過一次熱井放水門內漏而掉真空的事故，舉一反三，在所有機組的熱井放水門后加裝二次門，在真空破壞電動門后也加裝二次門，就不會有此類事故發(fā)生了。

3 結束語

綜上所述，結合多年在解決真空降低問題方面總結出來的經(jīng)驗可知，造成真空度低的原因有可能是夏季循環(huán)水、射水池水溫度高，而更多的是因為真空系統(tǒng)密封性不良。針對這種情況，不僅要檢查真空系統(tǒng)的密封性，還要分析真空管道布置的合理性，仔細檢查與冷凝器直接相連的管道，從系統(tǒng)整體性的角度來解決其中存在的問題。

參考文獻

[1]王磊.汽輪機組排汽溫度高原因探析及處理[J].冶金動力，2010（5）：54-60.

[2]魏勝孌.150 MW汽輪機組真空度下降的原因分析及對策[J].華電技術，2010（9）.

〔編輯：白潔〕