淺析滇東電廠汽輪機(jī)真空度下降的原因和預(yù)防措施

徐杰強(qiáng)

【摘要】 對(duì)于凝汽式汽輪機(jī)，真空的高低對(duì)汽輪機(jī)組運(yùn)行的安全性、可靠性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性影響極大。而在實(shí)際生產(chǎn)中，我們通常用真空度來(lái)反映汽輪機(jī)凝汽器真空的狀況。真空度=（凝汽器真空值/當(dāng)?shù)貥?biāo)準(zhǔn)大氣壓）X100%；通過(guò)對(duì)汽輪機(jī)凝汽器真空度下降原因的分析，根據(jù)相關(guān)參數(shù)的變化和電廠運(yùn)行檢修規(guī)程，提出預(yù)防真空度下降的措施，以保證機(jī)組在合理的背壓下運(yùn)行，提高機(jī)組運(yùn)行的安全性、可靠性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。我廠4×600MW新建工程機(jī)組汽機(jī)是東方汽輪電機(jī)有限責(zé)任公司設(shè)計(jì)N600-16.7/538/538-2并制造的單軸、三缸、雙排汽、亞臨界、一次中間再熱凝汽式汽輪機(jī)。機(jī)組真空系統(tǒng)主要由NASH一TC一11E型液環(huán)式真空泵和凝汽器組成，真空泵設(shè)計(jì)為兩臺(tái)臺(tái)運(yùn)行1臺(tái)備用。自機(jī)組投產(chǎn)以來(lái)，四臺(tái)機(jī)組的真空系統(tǒng)在正常運(yùn)行中多次出現(xiàn)真空不合格和下降的情況。險(xiǎn)些引起機(jī)組真空低保護(hù)動(dòng)作，機(jī)組跳閘。真空系統(tǒng)存在的問(wèn)題急需找出原因并予以處理。

【關(guān)鍵詞】 凝汽器 真空度 原因分析 預(yù)防措施

一、汽輪機(jī)凝汽器真空度下降的主要特征

1、真空指示降低；2、排汽無(wú)溫度升高；3、凝結(jié)水過(guò)冷度增加；4、凝汽器端差增大；5、機(jī)組出現(xiàn)振動(dòng)；6、在調(diào)門開(kāi)度不變的情況下，汽輪機(jī)的負(fù)荷降低。

二、汽輪機(jī)凝汽器真空度下降原因分析

引起汽輪機(jī)凝汽器真空度下降的原因主要有循環(huán)水量中斷或不足、循環(huán)水溫升高、后軸封供汽中斷、抽氣器或真空泵故障、凝汽器滿水（或水位升高）、凝汽器結(jié)垢或腐蝕，傳熱惡化、凝汽器水側(cè)泄漏、凝汽器真空系統(tǒng)不嚴(yán)密，汽側(cè)泄漏導(dǎo)致空氣涌入等。

2.1循環(huán)水量中斷或不足

1、循環(huán)水中斷。循環(huán)水中斷引起真空急劇下降的主要特征是：真空表指示回零；凝汽器前循環(huán)水泵出口側(cè)壓力急劇下降；冷卻塔無(wú)水噴出。循環(huán)水中斷的原因可能是：循環(huán)水泵或其驅(qū)動(dòng)電機(jī)故障；循環(huán)水吸水口濾網(wǎng)堵塞，吸入水位過(guò)低；循環(huán)水泵軸承密封冷卻水失去，使空氣漏人泵內(nèi)等。

2、循環(huán)水量不足的主要特征是：真空逐步下降；循環(huán)水出口和人口溫差增大。由于引起循環(huán)水量不足的原因不同，因此有其不同的特點(diǎn)，所以可根據(jù)這些特征去分析判斷故障所在，并加以解決：① 若此時(shí)凝汽器中流體阻力增大，循環(huán)水進(jìn)出口壓差增大，循環(huán)水泵出口和凝汽器進(jìn)口的循環(huán)水壓均增高，冷卻塔布水量減少，可斷定是凝汽器內(nèi)銅管堵塞。② 循環(huán)水泵供水量減少，一般可從泵人口真空表指示負(fù)壓減小、真空表指針擺動(dòng)、循環(huán)水泵泵內(nèi)有噪音和沖擊聲、電流波動(dòng)，出口壓力不穩(wěn)等現(xiàn)象進(jìn)行判斷。

2.2循環(huán)水溫升高

我廠的循環(huán)冷卻水水溫受季節(jié)影響大，特別是夏季，循環(huán)水溫升高，影響了凝汽器的換熱效果。當(dāng)循環(huán)水進(jìn)口溫度升高時(shí)，其吸收熱量就減少，蒸汽冷凝溫度就越高，冷凝溫度的升高可使排汽壓力相應(yīng)升高，降低蒸汽在汽機(jī)內(nèi)部的焓降，使得凝汽器內(nèi)真空下降。循環(huán)水溫越高，循環(huán)水從凝汽器中帶走的熱量越少，據(jù)測(cè)算，循環(huán)水溫升高5℃，可使凝汽器真空降低1%左右。對(duì)于采用冷卻塔的閉式循環(huán)供水系統(tǒng)，水溫冷卻主要取決于冷卻水塔的工作狀況。由于飛散及蒸發(fā)損失，循環(huán)補(bǔ)充用水是較大的，及時(shí)補(bǔ)充冷水是保持冷卻水塔有效降溫的重要方面，應(yīng)定期檢查冷卻塔內(nèi)的分配管是否正常，出水是否完好，這些因素都直接影響水的分布均勻性，影響其散熱性能，可見(jiàn)，循環(huán)水溫度對(duì)真空影響是很重要的。

2.3軸封供汽不足或中斷

軸封供汽不足或中斷，小機(jī)軸封失去，將導(dǎo)致不凝結(jié)氣體從外部漏入處于真空狀態(tài)的部位，最后泄漏到凝汽器中，過(guò)多的不凝結(jié)的氣體滯留在凝汽器中影響傳熱，凝結(jié)水過(guò)冷度增大，不但會(huì)使真空迅速下降，同時(shí)還會(huì)因空氣冷卻軸頸，嚴(yán)重時(shí)使轉(zhuǎn)子收縮，脹差向負(fù)方向變動(dòng)。

2.4真空泵故障

真空泵工作不正常引起真空下降的特征有：真空泵泵體損壞，真空泵分離器水位失去，真空泵入口蝶閥誤開(kāi)或誤關(guān)。

2.5凝汽器滿水

凝汽器滿水（或水位升高） 淹沒(méi)了下邊一部分銅管，減少了凝汽器的冷卻面積，使汽輪機(jī)排汽壓力升高即真空降低。

造成凝汽器滿水的可能原因如下：① 凝結(jié)水泵故障。② 凝汽器銅管破裂，此時(shí)凝結(jié)水水質(zhì)惡化。③ 備用凝結(jié)水泵的進(jìn)出口閥門關(guān)閉不嚴(yán)或逆止閥損壞，水從備用泵倒流回凝汽器。④ 正常運(yùn)行中誤將凝結(jié)水再循環(huán)門開(kāi)大。

2.6凝汽器冷卻面結(jié)垢或腐蝕，傳熱惡化

當(dāng)凝汽器內(nèi)銅管臟污結(jié)垢時(shí)，將影響凝汽器的熱交換，使凝汽器端差增大，排汽溫度上升，此時(shí)凝汽器內(nèi)水阻增大，冷卻通流量減小，冷卻水出入口溫差也隨之增加，造成真空下降。凝結(jié)器冷卻面結(jié)垢對(duì)真空的影響是逐步積累和增強(qiáng)的，因此判斷凝汽器冷卻面是否結(jié)垢，應(yīng)與冷卻面潔凈時(shí)的運(yùn)行數(shù)據(jù)比較。凝汽器冷卻面結(jié)垢的主要原因是循環(huán)水水質(zhì)不良，在銅管內(nèi)壁沉積了一層軟質(zhì)的有機(jī)垢或結(jié)成硬質(zhì)的無(wú)機(jī)垢，嚴(yán)重地降低了銅管的傳熱能力，并減少了銅管的通流面積。

2.7凝汽器水側(cè)泄漏

凝汽器銅管泄漏，是凝汽器最常遇到的故障之一。凝汽器銅管泄漏，將使硬度很高的冷卻水進(jìn)入凝汽器汽側(cè)，凝汽器水位升高，真空下降，此外還使凝結(jié)水質(zhì)變壞，造成鍋爐和其它設(shè)備結(jié)垢和腐蝕，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致鍋爐爆管。確認(rèn)凝汽器銅管泄漏時(shí)應(yīng)立即對(duì)銅管做堵管處理。

2.8凝汽器真空系統(tǒng)不嚴(yán)密，汽側(cè)泄漏導(dǎo)致空氣涌入

真空系統(tǒng)不嚴(yán)密，存在較小漏點(diǎn)時(shí)，不凝結(jié)的汽體從外部漏人處于真空狀態(tài)的部位，最后泄漏到凝汽器中，過(guò)多的不凝結(jié)氣體滯留在凝汽器中影響傳熱，使真空異常下降，這類真空下降的特點(diǎn)是下降速度緩慢，而且真空下降到某一定值后，即保持穩(wěn)定不再下降，這說(shuō)明漏汽量和抽氣量達(dá)到平衡。真空系統(tǒng)不嚴(yán)密漏氣量增多時(shí)，表現(xiàn)的主要現(xiàn)象是：汽輪機(jī)排氣溫度與凝汽器出口循環(huán)水溫的差值增大、凝結(jié)水過(guò)冷卻度增大。此時(shí)應(yīng)立即查找漏氣原因和漏氣點(diǎn)并予以消除。

2.9大小機(jī)低壓缸防爆門破裂導(dǎo)致真空急劇下降。

三、 凝汽器真空度下降的預(yù)防措施

真空系統(tǒng)龐大，與真空有關(guān)的設(shè)備系統(tǒng)分散復(fù)雜，真空下降事故至今仍在汽輪機(jī)事故中占相當(dāng)大比重，需要時(shí)刻做好真空下降預(yù)防工作。

1、 加強(qiáng)對(duì)循環(huán)水供水設(shè)備的維護(hù)工作，確保循環(huán)水供水設(shè)備的正常運(yùn)行。對(duì)冷卻水流量和流速進(jìn)行合理調(diào)整。2、提高真空泵工作性能，加強(qiáng)對(duì)凝結(jié)水泵，真空泵等空氣抽出設(shè)備的維護(hù)工作，確保其正常運(yùn)行，我廠現(xiàn)在將高低壓側(cè)凝汽器分別接入兩臺(tái)真空泵，一臺(tái)真空泵備用，提升真空效果明顯。3、 軸封供汽壓力自動(dòng)、凝汽器水位自動(dòng)要可靠投用，調(diào)整門動(dòng)作要可靠，并加強(qiáng)對(duì)凝汽器水位和軸封汽壓力的監(jiān)視。維持軸封系統(tǒng)及水封的正常工作；維持好軸封加熱器的正常水位；調(diào)整汽輪機(jī)軸端汽封間隙，減小軸端漏汽量；嚴(yán)格控制軸封供汽壓力、溫度，遇到汽封系統(tǒng)運(yùn)行不正常，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行分析。4、 堅(jiān)持定期進(jìn)行汽輪機(jī)真空嚴(yán)密性試驗(yàn)，監(jiān)視真空系統(tǒng)嚴(yán)密程度。若結(jié)果不合格時(shí)，應(yīng)對(duì)汽輪機(jī)真空系統(tǒng)進(jìn)行查漏，堵漏。目前檢漏方式有真空灌水法和氦質(zhì)譜檢漏法，其中氦質(zhì)譜檢漏法是目前汽輪機(jī)真空系統(tǒng)檢漏的先進(jìn)方法。5、 低真空保護(hù)裝置應(yīng)投入運(yùn)行，整定值應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，不得任意改變報(bào)警、停機(jī)的整定值。6、 在運(yùn)行中若凝結(jié)水水質(zhì)不合格，但硬度又不高，可能是由于管板脹口不嚴(yán)有 輕微的泄漏所致。這時(shí)，若停運(yùn)凝汽器，不易找出泄漏處?？梢钥紤]的應(yīng)急做法是在循環(huán)水泵吸入口水中加適量的鋸木屑。木屑進(jìn)入水室中，在泄漏處受到真空的作用會(huì)將“針孔”堵塞，可使水硬度維持在合格范圍內(nèi)。7、保持凝汽器管壁和水側(cè)的清潔度，減輕汽器銅管結(jié)垢，膠球清洗裝置要經(jīng)常維護(hù)，提高凝汽器膠球自動(dòng)清洗裝置的投入率。8、加強(qiáng)運(yùn)行管理，對(duì)下列各參數(shù)定時(shí)記錄，以便分析比較：凝汽器的真空，排汽溫度，凝結(jié)水的水質(zhì)、溫度，循環(huán)水進(jìn)出口水溫、壓力，凝汽器熱井水位，凝泵盤根密封水是否正常，循環(huán)水泵電流值等。9、 檢查冷卻塔熱力性能，加強(qiáng)運(yùn)行維護(hù)，調(diào)整到最佳工況運(yùn)行。

四、結(jié)語(yǔ)

隨著我廠設(shè)備的老化，新的原因、象征也會(huì)產(chǎn)生，這就需要我們大家在工作的過(guò)程中，不斷地總結(jié)和提高這方面的知識(shí)與技能，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)查明原因，采取措施予以解決，在實(shí)際生產(chǎn)中，應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持“以設(shè)備治理為基礎(chǔ)、通過(guò)運(yùn)行方式的調(diào)整來(lái)克服季節(jié)因素帶來(lái)的不利影響”的原則，堅(jiān)持以科學(xué)理論分析為依據(jù)、緊密結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際、合理組織、統(tǒng)籌安排，對(duì)凝汽設(shè)備系統(tǒng)全面分析、深入研究、逐步排查，找出真空度下降的關(guān)鍵因素，在確保安全的前提下?tīng)?zhēng)取最大的經(jīng)濟(jì)效益，確保機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

參 考 文 獻(xiàn)

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