汽轮机真空度缺陷的原因分析及预防措施

汽轮机真空度缺陷的原因分析及预防措施本文结合汽轮机组的运行经验，对诸多电厂存在的凝汽器真空度缺陷的问题开展了较为全面、细致的分析，同时广泛介绍了真空度缺陷的主要特征及查找方法，就如何提高真空度作了一些有益的探讨。

汽轮机真空度是汽轮发电机组一项重要的运行指标，机组运行的经济性和安全性与真空系统的严密性密切相关。因此，在机组运行过程中应注意监视真空值，当真空只发生变化时，尤其是异常降低时，应对机组全面检查，分析引起真空下降的原因，并选择合理的解决方案。1、凝汽器真空的经济性分析

根据热力学知识，机组正常运行时，凝汽器内的排汽压力可由与其对应的饱和蒸汽温度来确定，饱和蒸汽温度计算公式如下：

ts=tw1+δt+△t(1)

△t=tw2-tw1

式中ts——凝汽器内排汽压力相对应的饱和蒸汽温度，即排汽温度，℃；

tw1——凝汽器进口循环冷却水温度，℃；

tw2——凝汽器出口循环冷却水温度，℃；

△t——循环冷却水温升，℃；

δt——凝汽器传热端差，℃。

由式(1)可知，凝汽器排汽温度ts取决于凝汽器进口冷却水温tw1、冷却水温升△t和端差δt。又因凝汽器排汽压力ps是排汽温度ts的单值函数，所以有：

ps=θ(tw1，δt)(2)

上式说明，各自变量的数值越小，凝汽器排汽压力ps和排汽温度ts也就越小，排汽压力的降低，增大了蒸汽的理想焓降，使更多的热能在汽轮机中转变的机械能，同时释放给循环水的冷源损失也相应地减小了，从而提高了机组运行的经济性。2、凝汽器真空下降的特征及原因分析

当发现凝汽器真空偏低时，应对机组开展全面检查，确定引起真空下降的原因，再采取相应的处理措施。

汽轮机组真空度降低时，经常发生下面一些现象：①排汽温度升高；②真空表指示降低；③机组出现振动。④凝结水含氧量上升；根据引起汽轮机凝汽器真空度下降的原因，大致可以分为内因和外因两种。

2.1、凝汽器真空度缺陷的内部原因

2.1.1、后轴封供汽缺陷或中断

后轴封供汽缺陷或中断，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，过多的不凝结的气体滞留在凝汽器中影响传热，凝结水过冷度增大，导致真空迅速下降。

2.1.2、凝汽器水位升高或满水

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，开始真空降低缓慢，以后便迅速下降。

2.1.3、低压缸结合面泄漏

原因主要有：①汽缸制造、检修、安装质量有问题，汽缸法兰结合面不严或有残余应力存在，机组投运后出现漏汽；②机组启动、停止过程中加减负荷过快，汽缸夹层和法兰加热装置使用不当。

2.1.4、法兰、焊缝泄露

凝汽器聚集系统中的疏水和不凝结的气体，与之相连的管道设备众多，如出现法兰接合面破损、阀门盘根不严密、水封不能建立、焊口开裂时，均会由这些部位漏入空气，造成真空度下降。

2.1.5、凝汽器水侧泄漏

凝汽器铜管泄漏，是凝汽器最常遇到的故障之一。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，此外还使凝结水质变坏，造成锅炉和其它设备结垢和腐蚀。

2.1.6、抽气器或真空泵故障

抽气器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；抽气器排气管向外冒水或冒蒸汽；凝结水过循环度增大。其原因有可能是冷却器的冷却水量缺陷；冷却器内管板或隔板泄漏；喷嘴磨损或腐蚀，使抽气器工作变坏；冷却器水管破裂或管板上胀口松驰或疏水管不通，使抽气器满水，水从抽气器排气管喷出。发生上述情况，应迅速开展处理，启动备用抽气器或真空泵。

2.1.7、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，冷却通流量减小，冷却水出入口温差也随之增加，造成真空下降。

2.2、凝汽器真空度缺陷的外部原因

2.2.1、循环水温升高

循环水温度对真空的影响作用明显，当循环水进口温度升高时，其吸收热量就减少，蒸汽冷凝温度就越高，冷凝温度的升高可使排汽压力相应升高，降低蒸汽在汽机内部的焓降，使得凝汽器内真空下降。

2.2.2、循环水中断或缺陷

循环水中断会引起真空急剧下降，真空表指示回零。此时应迅速卸掉汽轮机负荷紧急停机。循环水量缺陷的主要特征是：真空逐步下降；循环水出口和入口温差增大。主要原因有循环水泵出力缺陷、凝汽器换热管堵塞、循环水出水管路堵塞。

2.2.3、凝汽器热负荷过高

机组本体及管道等多处疏水均接入凝汽器，疏水阀门不严密会造成蒸汽漏入凝汽器，增加凝汽器换热强度，当循环冷却水量一定或缺陷时，导致凝汽器真空度下降。3、凝汽器真空下降的预防措施

1、对凝汽器的汽水、水封设备的运行加强监视分析，防止水封设备损坏或水封头失水漏空气。

2、加强对循环水供水设备的维护工作，确保循环水设备的正常运行。对冷却水流量和流速开展合理调整。

3、提高抽气器工作性能，加强对凝结水泵及射水泵、射水泵抽气器、维护工作，确保其正常运行。

4、轴封供汽压力自动、凝汽器水位自动要可靠投用，并加强对凝汽器水位和轴封汽压力的监视。

5、低真空保护装置应投入运行，整定值应符合设计要求，不得任意改变报警、停机的整定值。

6、对凝汽器的汽水、水封设备的运行加强监视分析，防止水封设备损坏或水封头失水漏空气。

7、汽水系统化学补充水接至凝汽器。补充水温度低，吸收排汽热量可降低凝汽器温度。

8、坚持定期开展汽轮机真空严密性试验，监视真空