凝汽式工业汽轮机真空故障分析及处理

一故障诊断石油和化工设备2013年第16卷凝汽式工业汽轮机真空故障分析及处理胡泽中国石化集团四川维尼纶厂，重庆401254摘要四川维尼纶厂2788MW,T,式工业汽轮机运行中出现排汽压力及温度上升、真空变差的故障，经全面排查，找到了故障原因，正确处理了故障，避免了装置停车的不利后果，保证装置安全运行。关键词凝汽式；工业汽轮机；真空；故障；排除四川I维尼纶厂2008年立项建设年产30万吨醋酸乙烯一体化项目，以天然气为原料，主要工艺装置包括50000NMH产氧能力空分装置、10万吨年乙炔装置、30万吨年醋酸乙烯装置、77万吨年甲醇装置和10万吨年聚乙烯醇装置。空分装置的原料空气和循环增压空气压缩机，乙炔装置的合成气压缩机，甲醇装置的合成气压缩机均采用工业汽轮机驱动。现以空分装置所配汽轮机以下简称2788MW机组为例介绍凝汽式工业汽轮机运行相关问题。1川维2788MW工业汽轮机配置特点及性能指标该机组轴功率2788MW，采用一台反动凝汽式汽轮机“一拖二”驱动整体组合式原料空气压缩机和循环增压压缩机，该机组主机及控制系统由欧洲某著名公司设计制造，2011年2月开始单机试车，2011年8月进行满负荷性能考核，满负荷考核数据与设计点数据相比，压缩机排气量比理论计算量低O99，汽轮机蒸汽消耗比设计值大089，实际考核点结果与理论设计值有偏差，但在合同允许范围内。考虑到考核时蒸汽压力比理论设计值低机组稳定运行一年后，2012年8月3目，2788MW机组工况开始发生缓慢变化，汽机排汽温度由48上升至53，排汽压力由正常值12KPAA上升到14KPAA，凝汽器真空度下降。在压缩机负荷不变的情况下，汽轮机冷却水消耗量增加，蒸汽消耗增加，由107TH增加到109TH，压缩机升负荷困难，此现象还有逐渐恶化趋势；8月6日，汽机排汽温度上升至57，排汽压力上升到18KPAA，压缩机负荷未增加时汽轮机蒸汽消耗增加到LLLTH，冷却水消耗量大大超过设计值，若持续恶化，空分装置将停车进而造成一体化项目全线停车。2，同时因测试时压缩机进气温度38C高于机组理论设计进气温度286，根据分析，空压机吸入温度增加10C，会造成空压机实际出力比理论计算出力下降322，而实测能耗增加不到1，还原到设计条件，机组消耗在设计范围内。2川维2788MW机组真空度下降故障分析21故障现象图L汽机排汽压力及排汽温度趋势图图例说明横坐标为时间，纵坐标有两个，一是排气温度，坐标范围407O；二是排汽压力，坐标范围LLKPAA一20KPAA，波动最剧烈的曲线是排汽压力曲线。作者简介胡泽1970一，男，GJII泸州人，1992年毕业于四川大学化工系，工程师。现在四川维尼纶厂从事空分生产管理工作。第1期胡泽凝汽式工业汽轮机真空故障分析及处理3一从DCS历史曲线可以看出，自8月3日开始，汽轮机排汽压力和排汽温度呈同步上升趋势，8月7日1000经处理后同步下降，恢复正常。图22788MW凝汽式汽轮机汽水系统示意图22故障原因分析221首先确定故障原因是凝汽器真空度变差造成机组工况恶化，消耗增加。凝汽式汽轮机的排汽压力主要取决于凝汽器的真空度，凝汽器的真空主要靠冷却水将汽机排汽冷凝下来，使凝汽器汽侧形成高度真空；同时用抽气器将排汽中的不凝气体抽出。如果不及时抽出，将逐渐升高凝汽器内的压力值，导致真空度下降，真空度每下降LKPA，热效率降低1左右。凝结器压力为排汽压力与凝结器中不凝结气体压力之和，表达式为PCPAPS，其中PC、PA、PS分别表示凝结器压力、凝结器中不凝结气体压力和排汽压力。222检查凝汽器冷凝能力本机组凝汽器为双路管壳式表面冷凝器，冷却水设计流量为5864MH，设计进出口压力为4525MPA，设计进出口温度为3343，设计温差为10，根据传热基本公式QKAAT，其中Q传热量，K传热系数，A传热面积，T传热温差。其中传热面积和传热系数与冷凝器材质和设计有关，短时间比较不会有明显变化，排汽压力升高相对应的饱和温度升高，对T会造成影响，因此决定加大冷却水量，在冷却水进口温度压力不变的情况下，从8月4日开始逐渐把冷却水量从6000MH3N大到7O00MH，N8月6日已加大到11000MH的极限值，但工况并无明显好转，排汽压力仍然在17KPAA左右，凝汽器冷却水进出口温差由9降到5左右，传热量Q基本未变，可以判断冷凝汽换热能力并没有下降，可以确定真空变差的主要原因不是凝汽器能力不够所致。223检查抽气器抽气能力本机组抽气系统设置一台辅助抽气器和两台主抽气器，采用3