浅析汽轮机组真空下降的原因

1、    浅析汽轮机组真空下降的原因    【摘要】：汽轮机的真空下降会使汽轮机的可用热焓降减少，除了经济性降低，汽轮机出力也会降低。排汽缸及轴承座等部件受热膨胀引起动静中心改变，汽轮机产生振动。排汽温度过高，可能会引起凝汽器的铜管胀口松弛，破坏凝汽器的严密性，同时轴向推力明显增加。真空下降使排汽容积流量减小，产生涡流及漩流，同时产生较大的激振力，易使未级叶片损坏。凝汽器的真空水平对汽轮发电机组的经济性有着直接影响，保持凝汽器良好的运行工况，保证凝汽器的最有利真空；是发电厂节能的重要内容。【关键字】：汽轮机；凝汽器真空；热经济性1. 凝汽器真空形成的原理汽

2、轮机的排汽进入凝汽器汽侧，大流量的循环水送入凝结器铜管内侧，通过铜管内循环水与排汽换热把排汽的热量带走使排汽凝结成水，其比容急剧减小而形成真空。凝汽器的真空形成和维持必须具备三个条件：（1） 凝汽器的铜管必须通过一定的冷却水量。（2） 凝结水泵必须不断的把凝结水抽走，避免水位升高，影响蒸汽的凝结。（3） 真空泵必须把漏入的空气和排汽中的其它气体抽走。2. 凝汽器真空下降的危害（1） 使排汽压力升高，可用焓降减小，降低机组经济性，降低机组出力。（2） 排汽温度升高，可能使凝汽器铜管松弛，破坏凝汽器严密性。（3） 排汽温度升高，使排汽缸及轴承座受热膨胀，引起中心变化产生振动。（4） 汽轮机轴向位移

3、增加，造成推力轴承过载而磨损。（5） 真空下降使排汽的容积流量减小，对末级叶片的某一部位产生较大的激振力，损坏叶片，造成事故。3. 凝汽器真空下降的原因3.1循环水量中断或不足3.1.1 循环水中断循环水中断引起真空急剧下降的主要特征是：真空表指示回零；凝汽器前循环水泵出口侧压力急剧下降；冷却塔无水喷出。循环水中断的原因可能是：循环水泵或其驱动电机故障；循环水吸入水位过低；循环水泵轴封或吸水管不严密或破裂，使空气漏人泵内等。循环水中断时，应迅速降汽轮机负荷，并注意真空降到允许低限值时进行故障停机。3.1.2 循环水量不足循环水量不足的主要特征是：真空逐步下降；循环水出口和人口温差增大。由于引起

4、循环水量不足的原因不同，因此有其不同的特点，所以可根据这些特征去分析判断故障所在，并加以解决：（1） 若此时凝汽器中流体阻力增大，表现为循环水进出口压差增大，循环水泵出口和凝汽器进口的循环水压均增高，冷却塔布水量减少，可断定是凝汽器内管板堵塞，此时可采用反冲洗、凝汽器半面清洗或停机清理的办法进行处理。（2） 若此时凝汽器中流体阻力减小，表现为循环水进出口压差减小，循环水泵出口和凝汽器出口循环水压均增高，冷却塔布水量减少，可断定是凝汽器循环水出水管部分堵塞，例如出口闸门未全开等等。（3） 循环水泵供水量减少，一般循环水泵出力下降、阀门误关小等原因造成，此时应根据真空降低情况降低负荷，并迅速排除故

5、障。3.2循环水温升高我厂采用冷却塔的闭式循环供水系统，水温冷却主要取决于冷却水塔的工作状况。由于飞散及蒸发损失，循环补充用水是较大的，及时补充冷水是保持冷却水塔有效降温的重要方面，应定期检查冷却塔内的分配管是否正常，出水是否完好，这些因素都直接影响水的分布均匀性，影响其散热性能，通过每年清洗或更换填料，真空可恢复2%-3%，这样降低凝汽器进口水温是提高真空的有效途径，这比提高循环水量更为有效。可见，循环水温度对真空影响是很重要的。我厂改造冷却塔补水方式来降低凝汽器进水温度。3.3轴封供汽不足或中断轴封供汽不足或中断，将导致不凝结气体从外部漏入处于真空状态的部位，最后泄漏到凝汽器中，过多的不凝

6、结的气体滞留在凝汽器中影响传热，凝结水过冷度增大，不但会使真空迅速下降，同时还会因空气冷却轴颈，严重时使转子收缩，胀差向负方向变动，轴封失汽，常由轴封汽压自动调节失灵或手动调节不当引起，都应开大调门，使轴封汽压力恢复正常，当轴封汽量分配不均引起个别轴封漏人空气时，应调节轴封汽分门，重新分配各轴封汽量，汽源本身压力不足，应设法恢复汽源。3.4真空泵故障真空泵工作不正常引起真空下降的特征有：循环水出口水温与排汽温度的差值增大；真空泵排气管向外冒水或冒蒸汽；引起真空泵工作不正常的原因和处理原则如下：（1） 真空泵转子部分叶片断裂，我厂发生多次该类异常情况，现改造为增设射汽器来降低真空泵的汽蚀情况。（

7、2） 冷却器脏污，换热效果差，应隔绝冷却器交检修清洗。（3） 汽水分离器水位低，应及时补水。（4） 冷却器的冷却水量不足，使真空泵内同时充满没有凝结的蒸汽；降低了真空泵的工作效率。3.5凝汽器满水凝汽器汽侧空间水位过高引起真空下降的原因是：（1） 凝汽器汽侧空间水位升高后，淹没了下边一部分铜管，减少了凝汽器的冷却面积，使汽轮机排汽压力升高即真空降低。（2） 如凝汽器水位升高到抽空气管口高度，则凝汽器真空便开始下降。根据凝结水淹没抽气口的程度，开始时真空降低缓慢，以后便迅速加快，这时连接在凝汽器喉部的真空表指示下降。如果不及时采取必要的措施，将有水由真空泵的排气管中冒出。造成凝汽器满水的可能原因

8、如下： 凝结水泵故障。 凝汽器铜管破裂，此时凝结水水质恶化。 备用凝结水泵的出口阀门关闭不严或逆止阀损坏，水从备用泵倒流回凝汽器。 凝結水系统阀门误操作。3.6凝汽器冷却面结垢或腐蚀，传热恶化当凝汽器内铜管脏污结垢时，将影响凝汽器的热交换，使凝汽器端差增大，排汽温度上升，此时凝汽器内水阻增大，冷却水流量减小，冷却水出入口温差也随之增加，造成真空下降。凝汽器冷却面结垢的主要原因是循环水水质不良，在铜管内壁沉积了一层软质的有机垢或结成硬质的无机垢，严重地降低了铜管的传热能力，并减少了铜管的通流面积。3.7凝汽器水侧泄漏凝汽器铜管泄漏，将使硬度很高的冷却水进入凝汽器汽侧，凝汽器水位升高，真空下降，一

9、旦确认凝汽器铜管泄漏，应立即对铜管做堵管处理。3.8凝汽器真空系统不严密，汽侧泄漏导致空气涌入真空系统不严密，存在较小漏点时，不凝结的汽体从外部漏人处于真空状态的部位，最后泄漏到凝汽器中，过多的不凝结气体滞留在凝汽器中影响传热，使真空异常下降。一般容易发生漏气的地点如下。（1）轴封蒸汽未及时调整好造成轴封断汽，使空气从轴封处漏入。（2）汽轮机排汽室与凝汽器的连接管段由于热变形或腐蚀穿孔引起漏气。（3）给泵密封水或轴加u型水封进空气到凝汽器。（4）真空破坏门水封断水。（5） 凝汽器水位计接头不严密，或其它与真空系统连接的设备或管道上的计量表连接管有缺陷。（6） 真空系统的管道法蘭接合面、阀门盘根

10、等不严密。4. 凝汽器真空下降的预防措施4.1 加强循环水冷却塔的运行维护发现填料和配水管损坏时处理。利用小修时及时进行水塔损坏填料的更换和配水管断裂处的修补，消除部分区域淋水密度过大造成的效率降低，从而提高冷却塔的效率。4.2 合理进行循环水泵的调度根据气候变化适时调整循环水泵的运行台数，保证正常循环水量。4.3 相关系统自动可靠投用轴封供汽压力自动、凝汽器水位自动要可靠投用，调整门动作要可靠，并加强对凝汽器水位和轴封汽压力的监视。维持轴封系统及水封的正常工作；维持好轴封加热器的正常水位；调整汽轮机轴端汽封间隙，减小轴端漏汽量。4.4 定期进行汽轮机真空严密性试验监视真空系统严密程度，若结果

11、不合格时，应对汽轮机真空系统进行查漏，堵漏。4.5 相关保护可靠投入保护逻辑整定值应符合设计要求，不得任意改变。4.6保持凝汽器管壁和水侧清洁减轻汽器铜管结垢，定期胶球清洗。4.7保证循环水水质防止凝汽器管束结垢，根据化学监督的数据及时进行循环水浓缩倍率的调整。4.8 加强运行管理对凝汽器真空，排汽温度，凝结水水质、温度，循环水进出口水温、压力，凝汽器热井水位，循环水泵电流各参数定时记录、分析、比较、处理。5. 结语汽轮机组真空系统庞大，与真空有关的设备系统分散复杂，真空下降事故至今仍在汽轮机事故中占相当大比重，而凝汽器内所形成的真空受凝汽器传热情况、真空系统严密性状况、冷却水的温度、流量、机组的排汽量及真空泵的工作状况等因素制约。分析机组凝汽器真空度下降的原因，找出应对措施，维持机组经济真空运行，保证机组安全、经济运行。【参考文献】