天鐵公司汽輪機(jī)真空度降低的原因分析

孫鵬程

（天津天鐵冶金集團(tuán)有限公司動力廠，河北056404）

0 引言

汽輪機(jī)是一種將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動機(jī)械能的驅(qū)動設(shè)備，在實(shí)際生產(chǎn)、生活中有著極其廣泛的應(yīng)用，是工業(yè)生產(chǎn)過程中能量轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵。在電力生產(chǎn)、冶金制造、化工生產(chǎn)、大型船舶動力等方面，汽輪機(jī)被應(yīng)用于驅(qū)動發(fā)電機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、螺旋槳等動力機(jī)械，而這些汽輪機(jī)組又絕大部分都是凝汽式汽輪機(jī)。凝汽式汽輪機(jī)系統(tǒng)的組成較為復(fù)雜，主要包括主蒸汽系統(tǒng)、潤滑油系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、給水回?zé)嵯到y(tǒng)等，其中真空系統(tǒng)是凝汽式汽輪機(jī)的最關(guān)鍵的系統(tǒng)之一。本文就我廠在實(shí)際生產(chǎn)過程中，由于真空系統(tǒng)不嚴(yán)密導(dǎo)致真空下降的事例進(jìn)行分析探討。

1 排氣缸防爆門破損漏氣導(dǎo)致汽輪機(jī)真空降低

我廠一臺汽輪鼓風(fēng)機(jī)組，其中汽輪機(jī)是由上海汽輪機(jī)有限公司生產(chǎn)，型號為NE79/83/08，主蒸汽參數(shù)壓力為3.43 MPa，溫度435 ℃的中壓凝汽式汽輪機(jī)。由于之前進(jìn)入冬天環(huán)保限產(chǎn)量，隨著對應(yīng)的高爐休風(fēng)停機(jī)4 個多月，之后因為高爐復(fù)產(chǎn)，準(zhǔn)備開機(jī)給高爐送風(fēng)。聯(lián)系自動化值班人員做開機(jī)實(shí)驗，各項參數(shù)指標(biāo)均正常，輔助設(shè)備啟動也正常，運(yùn)行值班人員隨即啟動盤車裝置，并且對調(diào)速系統(tǒng)、危急保安系統(tǒng)檢查正常，暖管，啟動凝汽系統(tǒng)抽真空，一切正常。當(dāng)真空抽到-65 kPa，開始低真空沖動轉(zhuǎn)子，暖機(jī)，過臨界轉(zhuǎn)速，當(dāng)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在4 600 r/m時，凝汽器真空為-75 kPa，對比之前開機(jī)轉(zhuǎn)速對應(yīng)真空數(shù)值，相對較低，故打開備用射水泵聯(lián)鎖（因備用射水泵聯(lián)鎖啟動值為真空低于-78 kPa），備用射水泵啟動正常，聯(lián)鎖好用，真空緩慢上漲，當(dāng)真空抽到-78 kPa 時，真空停止上漲。真空無法抽上來：（1）首先懷疑是真空破壞門未完全關(guān)閉，于是運(yùn)行值班人員用勾扳子緊了緊真空破壞門，發(fā)現(xiàn)真空破壞門已經(jīng)關(guān)到位，且試驗未發(fā)現(xiàn)泄漏空氣，故排除真空破壞門不嚴(yán)的影響；（2）懷疑是熱水井水位過高造成熱水井滿水，進(jìn)而影響抽真空，檢查電腦上顯示的熱水井水位正常，查看熱水井就地磁性浮子式液位計顯示數(shù)值作對比，無明顯差異，數(shù)值基本一致，故排除熱水井滿水的影響；（3）檢查軸封汽壓力，電腦顯示為0.025 MPa，壓力正常，同時檢查軸封加熱器，發(fā)現(xiàn)排大氣管微冒蒸汽，故證明軸封汽投入正常，排除軸封汽壓力不足或斷供而導(dǎo)致真空抽不上來的影響；（4）檢查兩臺射水泵，射水泵電機(jī)電流正常，射水泵出口壓力電腦與就地壓力表顯示基本一致，故排除射水泵故障的影響，且射水箱水溫正常，射水抽氣器在開機(jī)前清理過，故排除射水抽氣系統(tǒng)故障引起真空抽不上來的原因；（5）懷疑是循環(huán)水壓力不足、斷供導(dǎo)致的，故檢查兩臺循環(huán)水泵，循環(huán)水溫度、壓力就地表顯與電腦上數(shù)據(jù)一致，均為正常范圍內(nèi)，此時排除循環(huán)水水量不足或循環(huán)水水溫過高而導(dǎo)致真空降低的原因；（6）懷疑凝汽器銅管破損，于是聯(lián)系化學(xué)化驗人員化驗?zāi)Y(jié)水質(zhì)量，硬度正常、合格，而且多次化驗結(jié)果均合格，且凝汽器熱水井水位也沒有明顯變化，故排除凝汽器銅管破損是造成銅管漏水，從而影響凝汽器真空的原因。

綜合以上分析結(jié)果，排除以上會造成真空無法抽上來的原因，基本確定了真空系統(tǒng)不嚴(yán)密是產(chǎn)生原因，而開機(jī)之前做過注水試驗，凝汽系統(tǒng)的閥門、管道以及凝汽器和射水抽氣系統(tǒng)的管道、閥門以及抽氣器均為發(fā)現(xiàn)明顯漏點(diǎn)；且停機(jī)期間對凝汽器銅管進(jìn)行過清洗，也排除了凝汽器銅管結(jié)垢對真空的影響。懷疑是汽輪機(jī)本體不嚴(yán)密而漏入空氣，導(dǎo)致真空無法抽上來，隨即檢查排汽缸上下汽缸接合面，未發(fā)現(xiàn)明顯漏入空氣的現(xiàn)象，此時意識到排汽缸的防爆門還未檢查，在檢查排汽缸防爆門時，發(fā)現(xiàn)有較為明顯的氣流聲，當(dāng)用手按住防爆門上防爆膜時，氣流聲明顯變小，且計算機(jī)上顯示真空開始上漲，松開防爆膜真空開始下降，重復(fù)幾次試驗，最終確定了是排汽缸防爆門上防爆膜破損導(dǎo)致的真空無法抽上來。因為該汽輪機(jī)上防爆膜為石棉板材質(zhì)，優(yōu)點(diǎn)是密封效果較好且經(jīng)濟(jì)實(shí)用，性價比高，但缺點(diǎn)是易老化、破損。而且該機(jī)組在入冬前停機(jī)、開春開機(jī)，溫度變化較大，更易加劇防爆膜老化，加大開裂的風(fēng)險。隨后檢修人員立即更換同等規(guī)格的石棉板，并且保證整張石棉板完整，無破損老化，同時將防爆門法蘭結(jié)合面清理干凈，保證無殘留石棉板，無毛刺，且貫通法蘭溝槽，更換后，抽真空效果明顯，開機(jī)正常。

2 凝結(jié)水泵空氣門不嚴(yán)，導(dǎo)致真空急劇下降

我廠一臺額定功率12 MW 的汽輪發(fā)電機(jī)組，其汽輪機(jī)是上海汽輪機(jī)廠生產(chǎn)，型號為33-12-1，蒸汽參數(shù)為壓力3.43 MPa，溫度435 ℃的中壓汽輪機(jī)。其配備兩臺型號為4N6 的單級單吸懸臂式離心冷凝泵。在一次機(jī)組運(yùn)行過程中，運(yùn)行值班人員巡檢時發(fā)現(xiàn)1#凝結(jié)水泵3 瓦振動較大，且聲音發(fā)悶，于是倒2#凝結(jié)水泵運(yùn)行，并聯(lián)系檢修，同時聯(lián)系電氣值班員切斷1#凝結(jié)水泵電源，檢修人員辦理操作票，在具備檢修條件后，檢修人員首先懷疑引起振動的原因是聯(lián)軸器彈性膠塊老化、失去彈性、破損造成的，于是打開聯(lián)軸器安全護(hù)罩，更換同型號的彈性膠塊后，聯(lián)系電氣值班員檢測電機(jī)絕緣，合格后為電機(jī)送電。運(yùn)行值班人員在啟動1#凝結(jié)水泵后，傾聽內(nèi)部聲音還是發(fā)悶，且測3 瓦振動無明顯降低。于是決定將1#凝結(jié)水泵解體，進(jìn)一步檢查葉輪、軸承，觀察是否有破損需要更換，聯(lián)系運(yùn)行值班員，關(guān)閉凝結(jié)水泵出入口門、空氣門、盤根密封水門和過瓦冷卻水門，同時通知電氣值班人員停電。在具備檢修條件后，對1#凝結(jié)水泵解體檢查，約20 min 后，檢修人員將1#凝結(jié)水泵的泵體與泵殼拆開，準(zhǔn)備先檢查葉輪，這時，運(yùn)行監(jiān)盤人員發(fā)現(xiàn)機(jī)組真空開始下降，并且很快下降至-78 kPa，射水泵低真空聯(lián)鎖啟動，兩臺射水泵同時投入，以維持真空，同時甩負(fù)荷。真空急劇下降：（1）首先懷疑是循環(huán)水突然中斷，導(dǎo)致排汽無法充分冷卻，真空急劇下降，然而檢查循環(huán)水系統(tǒng)，并未發(fā)現(xiàn)任何故障，故排除此原因；（2）考慮可能是抽氣系統(tǒng)故障導(dǎo)致真空急劇下降，遂立即檢查射水泵是否故障失壓，射水抽氣系統(tǒng)是否突然破裂，檢查兩臺射水泵出入口壓力均正常，且射水抽氣系統(tǒng)為發(fā)現(xiàn)明顯破裂痕跡，故排除；（3）懷疑是軸封汽突然中斷導(dǎo)致的真空急劇下降如果軸封汽中斷，大量空氣將會從軸封漏入到排汽缸，空氣中大量不凝結(jié)氣體也會導(dǎo)致真空急劇下降，檢查軸封供汽壓力，計算機(jī)顯示數(shù)值與就地壓力表顯示基本一致，均在正常范圍內(nèi)，故排除軸封汽斷供的影響；（4）熱水井滿水，凝結(jié)水泵故障，凝汽器銅管破損或者運(yùn)行值班人員的誤操作，都會造成熱水井滿水，檢查現(xiàn)場熱水井磁性液位顯示計水位與計算機(jī)上水位顯示值一致，均在正常范圍內(nèi)，聯(lián)系化學(xué)化驗人員檢驗水質(zhì)合格，故排除因熱水井滿水而造成凝汽器真空急劇下降。排除以上能造成真空急劇下降的原因，最有可能的就是真空系統(tǒng)不嚴(yán)密，由于某種原因，造成突然大量漏氣，大量空氣進(jìn)入凝汽器，進(jìn)而造成機(jī)組真空急劇下降。此時，運(yùn)行值班人員意識到極有可能是檢修1#凝結(jié)水泵造成的，急忙去關(guān)緊進(jìn)口水門、空氣門，發(fā)現(xiàn)已關(guān)到位，而機(jī)組真空仍急劇下降致-65 kPa，由于接近-60 kPa 真空的停機(jī)值，且在1#凝結(jié)水泵解體前為發(fā)生真空急劇下降，故懷疑是空氣門關(guān)不嚴(yán)引起的，而在泵檢修前，泵內(nèi)有凝結(jié)水注入，泵殼與泵體相對密封，故不會有大量空氣漏入，而此次停泵檢修時，泵解體，泵殼與泵體分離，空氣直接進(jìn)入泵殼，并通過空氣門進(jìn)入凝汽器，相當(dāng)于凝汽器直接與大氣連通，導(dǎo)致真空急劇下降。隨后檢修人員迅速恢復(fù)1#凝結(jié)水泵，在真空降到停機(jī)點(diǎn)前，將1#凝結(jié)水泵安裝好，并送電做為備泵使用。真空也迅速上漲到正常范圍。檢修人員在下次停機(jī)時，處理1#凝結(jié)水泵，并更換空氣門。

綜上，機(jī)組在停運(yùn)較長時間，開機(jī)前，應(yīng)全面檢查真空系統(tǒng)的嚴(yán)密性，并做嚴(yán)密性實(shí)驗，或者用專用的檢漏儀器檢查，同時加強(qiáng)對后汽缸防爆膜這些容易的部位著重檢查，并及時消除漏點(diǎn)，確保真空系統(tǒng)的嚴(yán)密性。在凝結(jié)水泵檢修時，一定要確保在剛停運(yùn)的泵內(nèi)真空值降為“0”，即確定管道、閥門嚴(yán)密后，才能檢修，否則立即停止檢修作業(yè)，尋找原因。

3 結(jié)束語

本文對我廠在實(shí)際生產(chǎn)過程中遇到的由于真空系統(tǒng)不嚴(yán)密而導(dǎo)致的真空急劇下降進(jìn)行了分析和總結(jié)。真空系統(tǒng)的嚴(yán)密性不僅影響汽輪機(jī)的效率和出力大小，更加關(guān)乎到整個汽輪發(fā)電機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。在今后的汽輪機(jī)運(yùn)行與檢修中，應(yīng)該加強(qiáng)人員技術(shù)培訓(xùn)，提高人員技術(shù)水平，才能及時發(fā)現(xiàn)真空降低的原因，節(jié)約時間，減少浪費(fèi)，保障機(jī)組安全。