汽轮机真空度的一些影响因素.doc

汽轮机真空度的一些影响因素摘要：本文主要介绍了影响工业汽轮机真空度的主要因素，并对其解决方法进行了一些探索。关键词：汽轮机 真空度 凝汽器 沸点 抽汽器 排汽温度工业用汽轮机的排气压力为低于大气压力的负压，即我们俗称的“真空”。真空的数值(一般指低于大气压的数值，即相对真空)与当地大气压的比值，用百分比表示，就是“真空度”。1.汽轮机排汽室保持真空度的作用汽轮机排汽采用真空的作用是减少蒸汽在汽轮机中的做功阻力，避免其因所遇阻力大，而在进入凝汽器之前就导致压力和温度的过多下降，在汽轮机中产生冷凝水，造成“水击”，对叶轮产生损害。根据热力学原理，相应的饱和蒸汽压力对应相应的饱和温度。过高的排汽温度会导致排汽室的受热膨胀而变形。在负荷稳定的情况下，要想降低排汽温度，就只有提高排汽室处的真空度。汽轮机的设计排汽温度一般要求低于50摄氏度，大家知道，水在标准大气压下的沸点是100摄氏度，在低于50度的温度下，要想保证排汽室内只有蒸汽而不会产生水，就只有降低排汽室内的压力，使其低于外界大气压。液体的沸点都是随着所处环境压力的降低而降低的，比如在空气稀薄，大气压低的高原地带烧水，水就会在不到一百度的时候沸腾。气压越低，水的沸点就会越低。因而，在排汽室处保持一定的真空度是必要的。以下是在部分真空状态下，水的沸点对照表(压力为绝对压力)：P（压力）PaT（温度）P（压力）PaT（温度）10006.96692200062.133200017.4952300063.111300024.0792400064.053400028.962500064.963500032.8742600065.842600036.1592700066.6937000392800067.518800041.5092900068.318900043.7613000069.0951000045.8063100069.8511100047.6833200070.5861200049.4193300071.3021300051.03434000721400052.5473500072.6811500053.9693600073.3451600055.3133700073.994170005605873800074.6291800057.7983900075.2491900058.9534000075.8752000060.0584100076.4522100061.1164200077.034 需要说明的是，真空度并非越高越好。而应该根据设备性能，设计参数，生产的具体情况相适应。不过在具体生产中，由于设备，工艺等的影响，真空度往往达不到设计要求，使得设备长期在较低真空度下运行，进而影响了设备的使用寿命。可以说，如何能够达到并平稳保持所要求的真空度，是工业生产中一个比较令人头疼的问题。2影响真空度的主要因素2.1真空系统的严密性与汽轮机排汽室，凝汽器相连接的所有设备，管道，法兰，阀门，管件，都要求严密无泄漏，否则空气就会进入，影响真空度。这一点往往很难做到，大多数的真空系统都会存在或多或少的泄漏。因而，真空系统的泄漏往往也是影响真空度的最主要因素。造成这一现象的原因一是这一系统管道多且复杂，包括排汽系统，抽汽系统，轴封系统，疏水系统，冷凝水系统等。这些管道大多为架空管道不易查漏，二是系统内为负压，而负压管道，使用常规手段很难查处漏点。2.2抽汽器的性能由于技术限制，凝汽器总会有一些泄漏，会有一些空气通过系统的不严密处漏入，另外，中压蒸汽内也会有一部分不凝气体。启动抽汽器和两级射汽抽汽器的作用是通过动力蒸汽在射汽器中的快速流动，在其内部形成负压，将凝汽器内的空气及不凝气抽出，以保证凝汽器内的真空度。影响抽汽器抽汽性能的因素比较多。比如动力蒸汽的压力，流速，喷嘴的直径，疏水是否畅通等。在有些企业，往往因为两级射汽抽汽器的抽汽能力不足，而不得不在生产中长期投用启动抽汽器。由于启动抽汽器的动力蒸汽是直接防空的，因而造成了蒸汽的浪费，增加了生产的成本。2.3轴封系统轴封的作用是密封汽轮机动，静部分之间的间隙，防止空气通过轴两端的敞口处进入汽轮机，影响真空度。轴封投用得当，能够有效地提高真空度。轴封系统易出问题处主要在轴封抽汽管道。大多数的汽轮机厂家和化工设计院在设计轴封管道时，是没有疏水管道的。而在实际的流程中，轴封冷却器的位置往往比汽轮机的轴封抽汽接口还要高，获从汽轮机的轴封抽汽口到轴封冷却器的管道过长。管道内的蒸汽在未到达轴封冷却器之前就已冷凝成水，又无法及时排出，就会集聚在管道内，影响轴封管路的畅通。当冷却水集聚到一定程度，管道内全部被水充满，就会导致轴封蒸汽形不成回路，使轴封失效，真空度下降。事实证明，在轴封抽汽管道上增加疏水管道，能够有效保证轴封的平稳运行，从而保证真空度的稳定。2.4凝汽器的换热效率凝汽器的作用是将在汽轮机中做完功的蒸汽排出压力尽可能地降低，并通过换热使其冷凝成水，通过冷凝时蒸汽体积的迅速缩小，使气室内形成真空。从而使蒸汽在汽轮机中的可用焓降达到最大，以提高汽轮机的工作效率。凝汽器本身的严密性也是很重要的。凝汽器的气室盖板，人孔，防爆膜板，集水器防水口等处都有可能发生泄漏，在投用前，最好能够冲水实验其严密性。影响凝汽器真空度的另一因素是其换热效率。众所周知，凝汽器是双气室的管壳式换热器，有两组换热列管，可分开或同时使用。管程是循环水，壳程是排汽室排出的蒸汽。通过蒸汽的冷凝，来维持凝汽器内的真空度。由此可知，其换热效率就和真空度息息相关。循环水上水的压力，温度，管内的清洁度以及脱盐水的质量（主要决定壳程的清洁度，防止凝汽器内结垢）都会对其内真空度产生影响。另外，凝汽器列管的泄漏，后果是很严重的，会直接导致热井水位的升高，乃至无法控制。由于循环水是正压，漏入壳程的循环水，对于真空度的破坏极大。在试车阶段，我公司压缩工段的凝汽器就曾遇到列管泄漏的问题，后经补焊后，才投入使用。以上只是影响汽轮机真空度的一些主要影响因素，在实际生产中，影响因素还有很多，应该根据每台机组的不同情况进行相应的诊断和处理。3.排气温度与真空度的关系从排汽室排出的蒸汽进入凝汽器，与循环水接触换热而冷凝成水，是为冷凝液。经冷凝液泵抽出，作为两级射汽抽汽器和轴封冷却器的冷却水，与蒸汽接触换热后送出。因而，冷凝液的温度直接决定了两级射汽抽汽器的抽汽性能，及轴封冷却器的压力，进而影响轴封系统的正常运行。冷凝液温度直接取决于排汽温度的高低，而排气温度的高低，又与真空度相适应（在一定负荷下）。