大型空分設(shè)備汽輪機(jī)凝汽器真空下降的原因分析

王 升

（山西晉煤華昱煤化工有限責(zé)任公司，山西晉城 048000）

大型空分設(shè)備汽輪機(jī)凝汽器真空下降的原因分析

王 升

（山西晉煤華昱煤化工有限責(zé)任公司，山西晉城 048000）

就全凝式汽輪機(jī)凝汽系統(tǒng)的構(gòu)成和工作原理，凝汽器真空下降的原因和處理方法進(jìn)行了簡要介紹，希望有助于空分行業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步。

煤化工；空分；全凝式汽輪機(jī)；凝汽器真空；抽氣器

隨著煤化工和大氮肥的快速發(fā)展，全凝式汽輪機(jī)在我國煤化工大型空分裝置中逐漸得到廣泛應(yīng)用。凝汽器作為全凝式汽輪機(jī)重要組成部分，對整套機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性、運(yùn)行可靠性有很大影響。

凝汽器真空下降會(huì)直接引起機(jī)組耗水量、耗汽量的增大和出力的下降，同時(shí)會(huì)引起機(jī)組軸向推力增大、推力軸承溫度升高。排汽溫度升高還會(huì)引起低壓缸變形、汽輪機(jī)軸承中心偏移，軸承振動(dòng)變大，直接影響機(jī)組安全運(yùn)行，必須引起高度重視。本文就全凝式汽輪機(jī)凝汽器真空下降的原因和處理方法作一簡要介紹。

1 凝汽系統(tǒng)的構(gòu)成和工作原理

汽輪機(jī)凝汽系統(tǒng)主要由凝汽器、射汽抽氣器、抽氣冷卻器、凝結(jié)水泵、排氣安全閥等設(shè)備構(gòu)成。凝汽器將透平的排汽凝結(jié)成水，并帶走蒸汽凝結(jié)時(shí)放出的熱量，建立和維持汽輪機(jī)排汽口真空，增加蒸汽的可用焓降；抽氣器將凝汽器及管道漏入的空氣不斷地抽出，以保持凝汽器的真空和良好的傳熱；汽封冷卻器使汽輪機(jī)前后軸汽封的漏汽管道形成負(fù)壓，漏汽不斷進(jìn)入汽封冷卻器凝結(jié)成水，供鍋爐再使用。

2 凝汽器真空下降的處理原則

真空下降時(shí)，應(yīng)首先對照DCS真空指示和現(xiàn)場真空表數(shù)值，參考排汽缸排汽溫度指示，確認(rèn)真空下降情況，然后開大抽氣器進(jìn)汽門或啟動(dòng)備用抽氣器，并根據(jù)真空降低程度減小負(fù)荷，以維持真空。若真空還繼續(xù)下降，立即啟動(dòng)輔助抽氣器維持真空。同時(shí)，查找真空下降原因，并予以消除。若采取措施后，真空繼續(xù)下降達(dá)0.04MPa以下時(shí)，就必須故障停機(jī)。

3 凝汽器真空度下降的原因及解決方法

3.1 冷卻水中斷或水量不足

如果真空表逐漸下降或者指示回零，冷卻水壓力急劇降落，是冷卻水中斷的特征，可能原因是廠用電中斷；冷卻水泵或驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)故障；泵進(jìn)口濾網(wǎng)堵塞；水位過低；泵本身故障等。冷卻水中斷而又沒有備用水源時(shí)，在真空降低到允許低限值前，應(yīng)迅速進(jìn)行故障停機(jī)。而如果真空慢慢下降，進(jìn)回水有一定的溫差，啟動(dòng)輔抽能恢復(fù)真空時(shí)，應(yīng)迅速消除冷卻水量不足的原因。

3.2 凝汽器滿水

如果凝汽器真空緩慢下降，汽輪機(jī)的排汽缸溫度上升，熱井液位不正常上升，凝結(jié)水硬度變大，凝結(jié)水溶解氧升高。則可能是凝結(jié)水泵故障；凝汽器銅管泄漏；回水閥開度太大；凝汽器熱水井的補(bǔ)水閥沒關(guān)嚴(yán)等引起的凝汽器滿水。應(yīng)立即啟動(dòng)備用凝結(jié)水泵，維持熱井液位，同時(shí)排除回水閥或補(bǔ)水閥問題。如果凝結(jié)水硬度變大，水質(zhì)惡化，對于雙流道凝汽器，可降低負(fù)荷停下一半凝汽器，尋找并堵死漏水的管子；當(dāng)凝汽器銅管大量破裂，水位無法控制、真空無法維持時(shí)應(yīng)立即停機(jī)處理。

3.3 凝汽器冷卻面積垢

冷卻面積垢對真空的影響是逐步積累和增強(qiáng)的。其特征為：汽輪機(jī)排汽溫度與冷卻水出口溫度的差值增大；抽氣器抽出的蒸汽空氣混合物溫度增高；凝汽器內(nèi)流體阻力增大；作空氣嚴(yán)密性試驗(yàn)，證明凝汽器漏氣并未增加?？膳袛嗍且蚶鋮s水水質(zhì)不良，在冷凝管內(nèi)壁沉積了一層油泥或積垢，堵塞流道，降低了冷凝管的傳熱能力。運(yùn)行過程中，一般采用投運(yùn)膠球裝置來實(shí)現(xiàn)對凝汽器銅管的清洗作用，但目前大多數(shù)空分汽輪機(jī)都沒有配備此裝置，只能通過常規(guī)的水處理，定期清理循環(huán)水池淤泥，來維持清潔度，減輕結(jié)垢，提高換熱效果。當(dāng)積垢過多，真空過低時(shí)，就必須停機(jī)進(jìn)行清洗。

3.4 抽氣器工作不正常

當(dāng)冷卻水出口水溫與排汽溫度的差值增大，抽氣器排氣管向外冒水或冒蒸汽，機(jī)組真空下降，經(jīng)嚴(yán)密性試驗(yàn)證明真空系統(tǒng)漏氣并未增加?？赡苁浅闅馄骼鋮s水量不足，或者冷卻器內(nèi)部泄漏造成凝結(jié)水短路；冷卻水管破裂；噴嘴磨損或者腐蝕導(dǎo)致抽氣器損壞都將引起真空下降。此時(shí)應(yīng)及時(shí)啟動(dòng)備用抽氣器，然后查找原因進(jìn)行處理。

3.5 汽輪機(jī)軸封壓力不正常

軸封汽壓力、軸封溫度降低，軸封處有明顯的吸氣聲，真空下降?？赡茉蚴堑蛪海ɑ蚋邏海┟芊庹羝麎毫ο陆祷蛑袛?；密封汽系統(tǒng)調(diào)節(jié)閥卡澀或調(diào)節(jié)故障，導(dǎo)致軸封供汽壓力不足。使空氣經(jīng)汽輪機(jī)高、低壓缸的前后軸封處進(jìn)入汽缸內(nèi)，排汽缸溫度升高，凝結(jié)器真空下降。此時(shí)應(yīng)立即檢查軸封壓力、汽源是否正常，在一般情況下，只需要將軸封壓力調(diào)至正常值即可。若是無效，再進(jìn)行其他方面的檢查。

3.6 真空系統(tǒng)管道泄漏

凝汽系統(tǒng)內(nèi)的法蘭、焊口、設(shè)備眾多，查漏是一項(xiàng)細(xì)致而繁重的工作，可能是軸封斷汽、破真空閥等閥門關(guān)不嚴(yán)、排氣安全閥損壞或水封斷水、法蘭接合面、閥門盤根等不嚴(yán)密等，處理的方法：機(jī)組運(yùn)行時(shí)可用蠟燭火焰試探法、塑料膜封口法檢查；機(jī)組停車時(shí)可利用適當(dāng)充壓后噴肥皂水方法檢查。也可灌水查漏或做水壓試驗(yàn)。

3.7 其他原因

（1）冷卻水溫度偏高。水溫每升高5℃，真空度下降約1%，夏季必要時(shí)及時(shí)補(bǔ)充冷水。同時(shí)確保涼水塔工作正常，定期（2）凝汽器熱負(fù)荷過高。凝汽器設(shè)計(jì)時(shí)接入了過多的系統(tǒng)及閥門疏水，增加了熱負(fù)荷，當(dāng)循環(huán)冷卻水量一定或不足時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致凝汽器真空度下降?？蓪⒋耸杷到y(tǒng)加管道分流至疏水?dāng)U容器或疏水箱，以降低凝汽器的熱負(fù)荷。

4 結(jié)束語

凝汽器真空決定了整個(gè)裝置的安全穩(wěn)定運(yùn)行，需要我們在運(yùn)行中不斷積累經(jīng)驗(yàn)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)、解決問題，才能有利于空分裝置長期高效穩(wěn)定地運(yùn)行，提高全廠的經(jīng)濟(jì)效益。

[1] 陳元霸，李光耀.影響火力發(fā)電廠凝汽器真空問題的探討[J].廣東電力，2012，25（1）：116-119.

[2] 沈士一.汽輪機(jī)原理[M].北京：中國電力出版社，1992.

[3] 楊善讓，汽輪機(jī)凝汽設(shè)備及運(yùn)行管理[M].北京：水利電力出版社，1993.

Cause Analysis of Vacuum Drop of Steam Turbine Condenser in Large Air Separation Unit

Wang Sheng

The structure and working principle of the condensing system of the whole condensing steam turbine，the reason and the method of the vacuum drop of the condenser are brief l y introduced，hoping to contribute to the development and progress of the air separation industry.The following are the same as the.

coal chemical；air separation；total condensing；steam turbine；condenser；vacuum exhaust

TM621

A

1003–6490（2017）03–0009–02