汽輪機凝汽器真空降低對射水抽氣器機組運行的影響分析
汽輪機凝汽器真空降低對射水抽氣器機組運行的影響分析
摘要：分析了解凝汽器真空降低對射水抽氣器機組運行的影響，針對射水抽氣器凝汽器真空下降的原因提出改進措施，以提高機組效率。
關鍵詞：凝汽器真空，機組運行，改進措施
凝汽器真空變化對汽機正常運行有著重要的影響，真空每降低1%，將使汽輪機的汽耗量平均增加1%—2%，使煤耗增加0.1%—0.15%，故控制好凝汽器真空，保證機組在最有利條件下運行有著重要的意義。
1、影響凝汽器工作的因素
1.1凝汽器中存在的空氣對凝汽器真空的影響
在凝汽器中，由于真空系統不能絕對嚴密而從外界漏入空氣，以及蒸汽中所含的不凝結氣體在凝結時被析出，會使冷卻水管表面形成一層空氣膜而降低了傳熱效果，影響蒸汽的冷卻放熱。在凝汽器中空氣含量越大，對蒸汽的放熱影響也越大。汽輪機排汽在凝結初期空氣含量相對很小，在蒸汽進入管束逐漸凝結的過程中，空氣含量相對不斷增加，使蒸汽放熱逐漸惡化。凝汽器中的全壓力是蒸汽分壓力與空氣分壓力組成的混合壓力，由于空氣分壓力的存在，凝汽器內的絕對壓力升高，凝結水中的溶解氧增加，引起機組的經濟效益降低，加快了機爐設備及管路的腐蝕速度。
1.2凝結水的過冷卻
汽輪機排汽在進入凝汽器時，因空氣含量極小，蒸汽在凝汽器中的熱交換過程可看作是純蒸汽與水之間的傳熱過程，當蒸汽放出氣化潛熱后，任保持其飽和溫度不變的狀態下凝結成水，所以凝結水的溫度在理論上存在的問題，凝結水的溫度低于凝汽器喉部壓力下的飽和溫度，這種現象稱為凝結水的過冷卻。過冷卻存在的原因有三：一是凝汽器銅管排列不好，缺乏回熱通道，管束布置太密，使得蒸汽在進入凝汽器時與冷卻水有充分的接觸機會。二是凝汽器內積存空氣。凝汽器積存空氣，使凝汽器內空氣分壓力升高，真空降低，排氣壓力升高，在冷卻水管表面上會形成傳熱效果不變的空氣膜而影響傳熱效果。在凝汽器熱負荷和冷卻水出口溫度不變的情況下，凝汽器端差是否增大，是判斷凝汽器內是否積存空氣的重要依據。三是凝汽器內凝結水位過高而導致過冷卻。
2、凝汽器真空下降的原因分析及對策
2.1真空急劇惡化的原因分析及對策
2.1.1循環水中斷
我廠射水抽氣器的水源是經循環水泵出口門后的一個循環水分支，當發生廠用電中斷，循環水泵電機跳閘，循環水管爆裂等現象時，都可以導致循環水中斷，造成真空下降。為保證循環泵的正常運行和維持射水泵的正常運轉，在運行中應將1#、2#機組的循環水聯絡門處于開啟備用狀態，這樣當一臺機組的泵發生故障時，可用另一機組的循環泵作備用，此外，我廠每臺機組有兩臺射水抽氣器，提高了系統運行的穩定性。
2.1.2軸封供汽中斷
汽封壓力調整器失靈，汽封系統進水等，都可使軸封供汽中斷，這樣導致大量空氣漏入排汽缸，使凝汽器真空下降。此時應迅速將均勻箱的新汽入口門開啟少許，以保證汽缸信號管有少量蒸汽冒出。而汽封系統進水則應視具體情況酌情對待，嚴重時應打閘停機。2.1.3抽氣器故障
我廠抽氣器為射水抽氣器，當射水泵失壓或射水系統破裂，都將使抽氣器發生故障。此時要盡快切換備用泵，及時檢修，如系統管道故障，應視情況采取應急措施或停機處理。
2.1.4凝汽器故障
凝汽器管泄漏，凝結水故障或運行人員維護不當，都可以造成凝汽器滿水而導致真空下降。
2.1.5真空系統大量泄漏
由于真空系統管道或閥門零件破裂損壞，引起大量空氣漏入凝汽器，這時應盡快找出泄漏處，設法采取應急檢修措施堵漏，否則應停機檢修。
2.1.6冬季運行問題
在冬季運行，利用限制凝汽器冷卻水入口流量保持汽輪機排汽溫度，致使冷卻水流速過低而在凝汽器冷卻水出口管道上部形成氣囊，阻止冷卻水的排出。
對于上述問題，如處理不及時，將會迫使機組停機。因此要求在崗運行人員做到對每臺設備心中有數，迅速發現設備的故障點，確保安全、經濟生產。
2.2真空緩慢下降經常發生，一般對機組的安全運行威脅較小，而檢查原因卻較為困難。
2.2.1真空系統不平衡
這一故障通常表現為汽輪機同一負荷下的真空值比正常時低，并穩定在某一真空值，隨著負荷的升高凝汽器真空反而升高。真空系統嚴密程度與泄漏程度可以通過定期的真空系統嚴密性試驗進行檢驗。若確認真空系統不嚴密，則要仔細地找出泄漏處，可用蠟燭或專用的檢漏儀器檢測，并及時消除。
2.2.2凝汽器水位高
凝汽器水溫升高，往往是因為凝結水泵運行不正常或水泵有故障，使水泵負荷下降所致。必要時啟動備用水泵，將故障泵停下進行檢修。若檢查出凝結水硬度大或加熱器水位高。此時凝結水再循環門也能造成凝汽器水位高，應多方面綜合考慮。
2.2.3循環水量不足
相同負荷下（指排汽量相同），若凝汽器循環水出口溫度上升，即進出口溫度增大，說明凝汽器循環水量不足，應檢查循環水泵工作有無異狀，檢查循環水泵出口壓力，凝汽器水室入口水壓和循環水進口水位，檢查進口濾網有無堵塞。
2.2.4抽氣器工作不正常或效率降低
這種清下可看出凝汽器端差增大，主要檢查抽氣器的水壓是否正常，射水泵的工作電流，抽氣器真空系統嚴密性如何，有條件可試驗射水抽氣器的工作能力和效率。
2.2.5凝汽器銅管結垢
凝汽器銅管結垢，致使汽水熱交換效率低，端差增大，凝汽器真空降低。
另外由自然條件決定，且隨季節而變化。采用循環供水方式時，冷卻水溫度主要由大氣溫度及當地大氣中相對濕度所決定，同時冷卻水系統運行得好壞，冷卻系統的結構以及循環水的冷卻設備在運行中維護調整得好壞對冷卻水入口溫度也有較大影響。
通過以上的綜合分析不難看出，影響凝汽器真空的因素眾多復雜，所以只有熟悉掌握機組系統原理，才能做出準確分析判斷。當然也應了解真空降低對機組的影響，主要表現為以下幾個方面，蒸汽在凝汽器中的冷源損失增大，機組效率下降，機組出力減少。其二是真空降低，要維持機組負荷不變，需增加蒸汽流量，引起末級葉片可能過負荷，軸向推力增大，推力瓦溫度升高，嚴重時可能燒毀推力瓦。其三是凝汽器真空下降較大而排汽溫度上升較高時，將使排汽缸及低壓軸承座等部件受熱膨脹，引起機組中心偏移，可能發生振動。其四是由于排汽溫度升高，可能引起凝汽器冷卻水管脹口松動，破壞凝汽器冷卻水管嚴密性。其五是排汽的體積流量減少，對末級葉片工作不利。所以，了解凝汽器真空下降可能產生的原因和后果，才能確保及時準確地對故障進行處理。 |
