抽汽凝汽式汽轮机真空波动原因分析与处理

一6一故障诊断石油和化工设备2013年第16卷抽汽凝汽式汽轮机真空波动原因分析与处理王银彪神华宁夏煤业集团煤化工公司，宁夏灵武750411摘要某厂3578MW抽汽凝汽式汽轮机运行中出现真空波动故障，经过全面排查，找到了真空波动的原因，经及时处理，避免了今后发生停车事故，保证了设备安全运行。关键词抽汽凝汽式；汽轮机；真空波动；故障分析；技术处理某厂空分装置配备的汽轮机为抽汽凝汽式汽轮机。该汽轮机轴功率3578MW，采用一台反动式汽轮机一拖二的方式驱动空气压缩机和增压空气压缩机。该机组控制系统为ITCC综合控制系统。机组2009年试车成功，之后运行平稳，在近期发生了真空波动现象，工况恶化，排气温度上升，给生产造成重大隐患。1真空波动现象描述机组2009年试车成功后一直平稳运行。2013年2月24日，机组工况发生恶化，产生真空波动，汽轮机排汽温度由52升至796，排汽压力由70KPA升至40KPA，真空度下降。因及时发现，解除排汽压力连锁，未造成停车。经现场处理后，排汽温度下降N51，排汽压力平稳。工况恢复正常。真空波动趋势见图1。图1汽轮机排汽压力及排汽温度趋势图图1中，横坐标为时间，纵坐标有两个一个是排汽温度，曲线较平稳；另一个是排汽压力，波动较剧烈。2真空波动原因分析维持真空度有三个必要条件一是凝汽器冷却水把排汽冷却，形成真空；二是凝结水泵不断地抽走凝结水，防止液位过高影响换热；三是抽气器将漏入的空气和不凝气抽出，维持真空。真空度每下降1KPA，热效率就降低L左右。由于影响真空度的因素较多，需逐条进行分析。21凝汽器冷凝方面本机组凝汽器为双程管壳式表面凝汽器，设计换热面积4600M，经检查换热器，未发现泄漏，温升变化不明显，说明管束未堵塞。根据换热器冷却水进出口温差无变化，判断凝汽器冷凝能力正常，不是真空恶化的原因。22抽气器抽气方面本机组抽气系统配置一台启动抽气器和两台主抽气器，采用44MPA，430过热蒸汽作为动力。在机组启动前使用启动抽气器，使真空达到条件，机组启动后，启动抽气器切换至主抽气器工作，主抽气器为一开一备。在现场对主抽气器进行了切换，真空度未发生好转，最后投用启动抽气器同时运行，真空度仍然波动。对抽汽系统进行查漏，未发现漏点。因此判断抽气器不是真空波动的原因。23检查真空压力表引压管机组远传压力测点引压管和现场就地压力表引压管由同一根管子引出，由于设计原因以前引压管内曾发生过积水现象，后通过技改解决了这一问题。在现场检查管内并无积水，因此也可以排除引压管的原因。作者简介王银彪1983一，男，安徽毫州人，本科学历，助理工程师。在神华宁夏煤业集团煤化工分公司工作。第8期王银彪抽汽凝汽式汽轮机真空波动原因分析与处理一5724检查现场有无泄漏真空系统包括凝汽器系统、抽气器系统、凝结水泵、爆破板、真空对空阀管线、汽封、水封等。现场对真空系统所有管线进行了排查，密封良好。当查到轴封汽低压缸排汽管线时，发现无汽冒出，初步判断为轴封汽压力不够，现场开大旁路后真空未变化。对其轴封调节阀进行检查，确认调节控制装置正常。现场采取堵封管口措施以防止进一步破坏真空，因空气倒吸进低压缸抽汽器来不及抽出多余的空气。25轴封系统为防止机组运行中高压端蒸汽泄漏和低压端空气漏入，汽轮机自带疏齿式密封，形成密封腔，防止蒸汽外泄同时由外部供入蒸汽进行隔离，轴封汽由44MPA蒸汽减压而来。减压装置为自动控制，压力高时阀关小，现场检查确认控制器正常。根据轴封系统的特点设置有轴封余汽调节阀，通过此阀，管线把多余的蒸汽排入凝汽器，此阀为手动阀。现场排查到低压端轴封汽外排管线不冒汽时，对轴封管线系统进行了分析，轴封管线发生故障有如下四个特点1轴封供汽不足；2轴封汽温度过低；3轴封汽温度过高；4轴封汽带水。因经检查轴封供汽系统正常，现场用测温枪测管线的温度为410C，温度正常。因此可以排除轴封汽供汽不足的原因。因此将现场检查重点放在轴封汽带水，由于轴封汽温度正常，不可能自身带水，怀疑是轴封汽管线存在死角导致。现场对轴封汽管线进行排查，发现由于施工原因，轴封余汽调节管线弯管存在死角现象，在余汽调节阀不开时，蒸汽容易冷凝成水，造成轴封汽管线带水。轴封汽管线带水量大时造成轴封汽供汽不足，由于低压端为真空，造成空气倒吸现象，轴封汽无法外冒。真空发生波动的原因就在于此。正是这个轴封余汽管线积水导致轴封汽过汽量减少，进一步影响到排汽压力波动和排汽温度上升。原因找到后，现场采取措施，微开轴封余汽调节阀，打开轴封汽疏水导淋，调整轴封汽量。很快出现排气压力下降，排气温度同时也下降。现场观察到低压侧排放口管线有少量水喷出，随后蒸汽冒出，此时排汽压力恢复至一70KPA，排气温度下降IJ51，汽轮机工况恢复正常。3结束语本次故障原因是轴封余汽调节阀管线存在死角，阀门长期未开导致积水发生，进一步堵塞轴封汽总管，造成轴封汽量减少，排汽压力发生波动。在现场微开了余汽调节阀后解决了真空波动问题。今后在大检修时，安排对轴封余汽管线进行技改。通过全面排查找出了3578MW抽汽凝汽式汽轮机真空波动的原因，排除了故障，避免了停车事故发生。真空对凝汽式汽轮机的经济性和安全性影响很大，真空恶化严重时会造成末级叶片被打断，损坏设备。因汽轮机无备机，一旦发生停车事故，工厂经济损失巨大。抽汽凝汽式汽轮机的真空状况应引起技术及管理人员的高度重视。上接55页有频率。此外，不同规格换热管的固有频率和涡流分离频率也不同。换热器设计过程中不仅要满足工艺要求，更应考虑振动对换热器的影响。通过有效的方法，避免换热器产生振动，是换热器设计的重点，也是直接影响换热器使用寿命的