凝汽器真空对汽轮机经济运行的影响和控制措施

凝汽器真空对汽轮机经济运行的影响和控制措施 凝汽器真空变化对汽机正常运行有着重要的影响，真空每降低，将使汽轮机的汽 耗量平均增加，使煤耗增加，故控制好凝汽器真空，保 证机组在最有利条件下运行有着重要的意义。 影响凝汽器工作的因素 凝汽器中存在的空气对凝汽器真空的影响 在凝汽器中，由于真空系统不能绝对严密而从外界漏入空气，以及蒸汽中所含的不凝结 气体在凝结时被析出，会使冷却水管表面形成一层空气膜而降低了传热效果，影响蒸汽的 冷却放热。在凝汽器中空气含量越大，对蒸汽的放热影响也越大。汽轮机排气在凝结初期 空气含量相对很小，在蒸汽进入管束逐渐凝结的过程中，空气含量相对不断增加，使蒸汽 放热逐渐恶化。凝汽器中的全压力是由蒸汽分压力与空气分压力组成的混合压力，由于空 气分压力的存在，凝汽器内的绝对压力升高，凝结水中的溶解氧量增加，引起机组的经济 效益降低，加快了机炉设备及管路的腐蚀速度。 凝结水的过冷却 汽轮机排汽在进入凝汽器时，因空气含量极小，蒸汽在凝汽器中的热交换过程可看作是 纯蒸汽与水之间的传热过程，当蒸汽放出气化潜热后，仍保持其饱和温度不变的状态下凝 结成水，所以凝结水的温度在理论上应等于凝汽器压力下的饱和温度。但实际上由于凝汽 器的构造和运行上存在的问题，凝结水的温度低于凝汽器喉部压力下的饱和温度，这种现 象称为凝结水的过冷却。过冷却存在的原因有三：一是凝汽器铜管排列不好，缺乏回热通 道，管束布置太密，使得蒸汽在进入凝汽器时与冷却水有充分的接触机会。二是凝汽器内 积存空气。凝汽器积存空气，使凝汽器内空气分压力升高，真空降低，排气压力升高，在 冷却水管表面上会形成传热效果不良的空气膜而影响传热效果。在凝汽器热负荷和冷却水 出口温度不变的情况下，凝汽器端差是否增大，是判断凝汽器内是否积存空气的重要依据。 三是凝汽器内凝结水位过高而导致过冷却。 凝汽器真空下降的原因分析及对策 真空急剧恶化的原因分析及对策 循环水中断 当发生厂用电中断、循环水泵电机跳闸、循环水管爆裂等现象时，都可以导致循环水中 断，造成真空下降。为保证循环泵的正常运行和维持射水泵的正常运转，在运行中应将 ，机组的循环水联络门处于开启备用状态，这样当一台机组的泵发生故障时，可 用另一机组的循环泵作备用，提高了系统运行的稳定性。 轴封供汽中断 汽封压力调整器失灵、汽封系统进水等，都可使轴封供汽中断，这样导致大量空气漏入排 汽缸，使凝汽器真空急剧下降。 抽气器故障 我厂抽气器为射水式抽气器，当射水泵失压或射水系统破裂，都将使抽气器发生故障。此 时要尽快切换备用泵，及时检修；如系统管道故障，应视情况采取应急措施或停机处理。 凝汽器故障 凝汽器管泄漏、凝结水故障或运行人员维护不当，都可以造成凝汽器满水而导致真空下降。 真空系统大量泄漏 由于真空系统管道或阀门零件破裂损坏，引起大量空气漏入凝汽器，这时应尽快找出泄漏 处，设法采取应急检修措施堵漏，否则应停机检修。 冬季运行问题 在冬季运行，利用限制凝汽器冷却水入口流量保持汽轮机排汽温度，致使冷却水流速过低 而在凝汽器冷却水出口管上部形成气囊，阻止冷却水的排出。 对于上述问题，如处理不及时，将会迫使机组停机。因此要求在岗运行人员做到对每台设 备心中有数，迅速发现设备的故障点，确保安全、经济生产。 2 . 1 . 7 夏季运行问题 在夏季运行，循环水温高，真空低，如何调配循环水泵的运行方式。达到最经济真空，提 高机组的经济与稳定性。就我厂#1#2 机组来说：真空-87Kpa，排气温度 50 摄氏度增开循 环水泵。真空-90Kpa 时停止一台循环水泵运行。 真空缓慢下降的原因分析及对策 真空缓慢下降经常发生，一般对机组的安全运行威胁较小，而检查原因却较为困难。 真空系统不严密 这一故障通常表现为汽轮机同一负荷下的真空值比正常时低，并稳定在某一真空值，随着 负荷的升高凝汽器真空反而升高。真空系统严密程度与泄漏程度可以通过定期的真空系统 严密性试验进行检验。若确认真空系统不严密，则要仔细地找出泄漏处，可用蜡烛或专用 的检漏仪器检测，并及时消除。 凝汽器水位高 凝汽器水位升高，往往是因为凝结水泵运行不正常或水泵有故障，使水泵负荷下降所致。 必要时启动备用水泵，将故障泵停下进行检修。若检查出凝结水硬度大或加热器水位高， 可以判断凝汽器或加热器铜管破裂导致凝汽器水位升高。此外凝结水再循环门也能造成凝 汽器水位高，应多方面综合考虑。 循环水量不足 相同负荷下（指排汽量相同） ，若凝汽器循环水出口温度上升，即进出口温差增大，说明凝 汽器循环水量不足，应检查循环水泵工作有无异状，检查循环水泵出口压力、凝汽器水室 入口水压和循环水进口水位，检查进口滤网有无堵塞。 抽气器工作不正常或效率降低 这种情况可看出凝汽器端差增大，主要检查抽气器的水压是否正常，射水泵的工作电流、 抽气器真空系统严密性如何，有条件可试验抽气器的工作能力和效率。 凝汽器铜管结垢 凝汽器铜管结垢，致使汽水热交换效率降低，端差增大，凝汽器真空降低。 另外由自然条件决定，且随季节而变化。采用循环供水方式时，冷却水温度主要由大气温 度及当地大气中相对湿度所决定，同时冷却系统运行得好坏，冷却系统的结构以及循环水 的冷却设备在运行中维护调整得好坏对冷却水入口温度也有较大影响。 通过以上的综合分析不难看出，影响凝汽器真空的因素众多复杂，所以只有熟悉掌握机组 系统原理，才能做出准确分析判断。当然也应了解真空降低对机组的影响，主要表现为以 下几个方面：其一是当汽机的排汽压力、温度升高，蒸汽在机内的可用焓降减少，蒸汽在 凝汽器中的冷源损失增大，机组效率下降，机组出力减少。其二是真空降低，要维持机组 负荷不变，需增加蒸汽流量，引起末级叶片可能过负荷，轴向推力增大，推力瓦温度升高， 严重时可能烧毁推力瓦。其三是凝汽器真空下降较大而排汽温度上升较高时，将使排汽缸 及低压轴承座等部件受热膨胀，引起机组中心偏移，可能发生振动。其四是由于排汽温度 升高，可能引起凝汽器冷却水管胀口松动，破坏凝汽器冷却水管严密性。其五是排汽的体 积流量减少，对末级叶片工作不利。所以，了解凝汽器真空下降可能产生的原因和后果， 才能确保及时准确地对故障进行处理。随着经济的发展，大容量、高参数机组越来越多， 但随着运行时间的增加，机组真空系统真空度降低现象普遍存在，怎样提高机组的真空， 总结出以下两个方面。 1、 提高机组真空系统的严密性 1、1 汽轮机组的真空系统既庞大又复杂，管道阀门及连接件接口很多，其漏气的可能 性就必然增加，所以在安装这些管道时，要保证其连接口的严密，保证措施如下： 1、法兰密封面接触良好。在安装法兰连接件时，要仔细检查其接合面，接触不良时，要进 行必要的对研或研刮，并且所加装的垫 2、减少管接头连接，多采用焊接连接。有些小管径管子为拆卸方便，采用管接头连接，就 增加了漏点，所以在安装过程中，注意管道走向，在必须采用管接头连接的情况下，尽量 采用球形接头的管接头。 3、保证热工控制仪表接点的严密性。这些部位较隐蔽，不易看见，所以这些部位安装时， 一定要逐个检查，尤其在试抽真空时认真检查。 4、对设备备用口做到不泄露。 严格按设计图纸施工，无用口及时堵上。 1.2、 在机组安装完毕后的试运行前，要检查真空系统。此项工作主要用灌水的方法来检 查。这是一项非常仔细的工作，在灌水前要做好一些支吊架加固、凝汽器临时加支撑等片 要正确配放。然后将真空系统灌满水，一般水位保持在汽机汽封洼窝 100cm 以下，大多数 漏点经灌水都能找出来，所以此项工作的重要性不容忽视。 1.3、在大多数电厂的设计中，汽封加热器的疏水是通过一级或多级水封后进入凝汽器。多 级水封比单级水封较优越是因为水封级数的增加相应地降低每级水封的高度，减少单级水 封埋地下的工作量，并且运行起来不需要人工调节，实现了疏水的自动调节，解决了轴封 冷却水满水或水封被冲破等故障，消除了空气经水封进入凝汽器的现象，提高了真空严密 性。 1.4、在汽轮机前后轴封套与汽缸轴向连接处，即轴封套与汽缸的轴向配合间隙有 0.1- 0.2mm 的装配间隙，在正常情况下，由于轴封加热器抽气室内压力（设计值）为-0.43- 0.83KPA，而轴套外存在着压差，推动着轴封套紧贴汽缸轴向配合面保证密封。但若轴封 套变形或与汽缸配合面存在缺陷以及轴封套偏斜时，空气就会漏入轴封抽气室，并经轴封 冷却器进入凝汽器（致使机组真空降低。对于投入运行的机组采用将轴封抽气室压力提高 的运行方式来防止。 2 改善射水抽气器的工作条件 射水抽气器的工作条件优劣直接关系到机组的真空高低，因此尽可能改善射水抽气器的工 作条件是很重要的。 2.1目前，射水抽气器均采用具有排水池的闭式循环系统，如果运行中不能连续向水池 补充温度较低的水或水量补充不足，并不能将池内温度较高的水及时排出，就会使工作水 的温度不断升高，甚至达到不允许的程度。如机组在运行中，大气温度为 25，冷却水温 度为时 23，射水抽气器下关系，即： Ph=Pn+Rb*tp/Vb*Gh 而 Pn=f（tp） 其中：PH-吸入空气压力 Pn-工作水温下的饱和压力 Vb-吸入空气的容积流量 Rb