摘要：凝汽器是一种热换器，汽轮机可以借助换热功能将其排汽冷凝成水。在设备运行的过程中，凝汽器真空度会受到多个系统的影响，包括真空系统、水循环系统和凝汽器本身等，而汽轮机凝汽器的真空度会影响整个汽轮机的运行。对于大型汽轮机机组来说，如果凝汽器的真空度较低，会降低机组运行的经济性，而且其安全性也会受到影响，容易出现机组跳闸的情况。因此，探究凝汽器真空度低的原因具有非常重要的现实意义。
关键词：凝汽器真空；汽轮机；经济性；影响
1凝汽设备的组成
对于水冷凝汽器的机组，其凝汽设备系统通常由表面式凝汽器、抽气设备、凝结水泵、循环水泵以及部件之间连接的管道阀门组成。汽轮机排汽进入凝汽器汽侧空间，循环水泵提供的循环冷却水进入凝汽器水侧空间，二者进行热交换，将汽轮机排汽凝结成水。由于蒸汽凝结成水时，体积急剧缩小，原来被蒸汽所占据的空间就形成了真空。因为凝汽器内部的高度真空，同时凝汽器不可能绝对严密，空气不可避免地要渗漏到凝汽器中，不凝结的空气在凝汽器内逐渐累积，使凝汽器压力升高，影响到凝汽器真空。为保持凝汽器的真空，则需要抽气设备将不凝结气体连续不断的抽出。汽轮机排汽形成的凝结水，通过凝结水泵经汽轮机回热系统送至除氧器，最终送至锅炉给水系统。在汽轮机凝汽设备系统中，凝汽器是核心部件。其他设备均为凝汽器正常运行服务，属于凝汽器的辅助设备。任何一辅助设备出现运行失常，都将导致凝汽器的工作失常，引起凝汽器真空变化，冷端损失增大，热效率降低，汽轮机运行经济性降低。
2产生凝汽器真空低的主要原因
真空系统空气渗漏。凝汽器的真空系统虽然是封闭的，但是在长期使用过程中也会有空气渗漏，其中主要是通过以下两个途径：首先，机组的真空系统不够严密所造成的空气渗漏。其次，空气在蒸汽进入到凝汽器中时一同进入的，这样真空系统的如果不够严密，那么进入到凝汽器中的空气也会越来越多，而蒸汽进入到凝汽器中的真空系统时，空气就会相应有所减少，因此很多真空系统中的空气渗漏也大多是在机组负状态下，各个部件的密实性不够所引起的。同时凝汽器的真空度管道也会受到其他因素的影响，这样也会产生空气的渗漏。
循环水系统的凝汽器的真空系统除了会受到空气渗漏的影响，还会受到水流量以及进水温度等效果的影响。首先，冷却水进口温度。在一般情况下，冷却水进口温度较低时，相对应的排气温度也会出现较低的状态，而凝汽器的真空就会处在一个较高的水平。其次，冷却水量。汽轮机的负荷和冷却水温度处在不变的情况下时，增加冷却水量会降低冷却水的温度，这样在经过换热效果后，凝汽器的真空度也会得以有效的控制。最后，凝汽器端差δt的影响。凝汽器压力下的饱和温度与凝汽器冷却水出口温度之差称为端差。端差是反映凝汽器热交换状况的指标，其主要与凝汽器铜管表面的清洁程度有关，即铜管传热越强端差越小。因此必须尽量减小凝气器端差，以提高凝汽器真空。
真空系统中真空泵在使用时候压力会相对较低，如果真空泵内的水量不足，那么真空崩的抽吸能力就会有所降低，这样凝汽器内的真空也会下降，所以在真空泵工作过程中我们还要对真空泵的水压力进行有效的控制，这样真空泵就可以在一个较为平均的工作环境下工作。
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3提高汽轮机凝汽器真空度的措施
3.1重视凝汽器真空度降低预防管理
由于真空下降成因复杂，事故较多，故为防患于未然，建议工作人员对其加强日常管理，重点做好下述几点：结合实际条件增强真空泵的综合性能，提高真空泵、循环水泵等设备装置的维护水平；加强汽水、水封等装置运行状况的监视分析，以免因封头漏水或设备损坏发生空气泄漏；选用安全可靠的轴封，以便提高凝汽器水位和供汽压力的自动化和标准化，并加强监视，准确调整阀门动作；定期检测凝汽器严密性，以及对钛管中的硫酸亚铁进行补膜，并装设杀菌灭藻设备防止钛管内壁发生微生物蔓延；若凝结水硬度不高，且水质与要求不符，可将一定的锯木屑加入吸入口水中用于应急等。
3.2采取有效措施提高凝汽器真空度
一方面是对于真空下降缓慢的凝汽器，可根据实际情况加以针对性处理，如及时开启运行泵出口阀门，或立即关紧备用泵出口门，或及时排净管存空气，或水侧清扫、反冲洗管板等，有利于提高凝汽器的真空度；若是由凝汽器水位升高引起的真空下降，应分别采样化验凝汽器水质，结合查漏堵管和检查高低加疏水，以便对症下药，如立即关闭备用泵出口、停止故障泵运行等；若为气密性问题导致的真空下降，则可借助烛焰法定位故障点然后予以补救。
另一方面是对于真空下降急剧的凝汽器，除了时刻准备停机外，还应采取必要的处理措施，如若循环水泵出现异常，应马上启动另一台；若凝结水泵出现故障，应马上投运备用泵等等，唯有如此，才能抑制凝汽器真空继续下降，并待妥善处理后逐步回升。此外，还可根据实际情况对真空下降的凝汽器进行恢复处理，通常当其实际真空值比正常值低约3.99kpa时，可启动备用设备用于恢复真空；若真空值低于85.2kpa且30mim内不能恢复时，建议采取减负荷操作，必要时可减至0。
3.3对循环水泵进行改造
在有关循环水流流量不足方面，可以阶梯性的改变循环水泵的转速，这种运行方式虽然不能完全解决循环水流量的问题，但是能大幅缓解此类问题。相对于通过高投资的高压变频器，阶梯性改变循环水泵的转速十分经济，且设备占用空间不大，便于布置，有很高的性价比，在节约电能方面优势明显，能被广泛采用。所以在解决循环水流流量方面推荐使用此类方法。
3.4保证凝汽器的换热面洁净
水质是影响凝汽器换热面洁净与否的重要因素，做好水质的处理工作是解决此类问题的关键。原有的落后的处理较差水质的方式是采用胶球清洗装置，全部由工人完成，加之工人的工作积极性不高，导致水质清理的效果不尽人意。对于解决此类问题，推荐使用高科技的化学处理方法，测定循环水的水质成分及其变化规律，用胶球除去銅垢，同时把被膜剂加入到循环水中，使之在汽轮机循环水的钛管内生成一层光滑的薄膜，使水中的杂质不易附着在汽轮机循环水的钛管上，从而在源头上解决换热面洁净的有关问题。这类处理措施简单易行，并且省去了人工，为电厂节约了不少成本，既解决了循环水的处理需要，又提升了电厂的经济效益。
3.5加大对滤网的检查力度
如果凝汽器的铜管被堵塞，就会影响凝汽器的正常运行。因此，为了避免循环水中有杂物，可以在循环水的入口处设置一个可旋转的滤网，以起到过滤的作用。此外，在凝汽器运行的过程中，要定期检查滤网，注意其在运行过程中的前后压差。当压差较高时，要在第一时间处理其中的杂物，以保证凝汽器的正常运行。
结论
火电厂是能源消耗的大户，而国内电厂能耗偏高的原因是汽轮机基础设备、技术和主辅机的落后所致。因此，对汽轮机组设备进行改造，探索节能减排的技术方向，提高大型火电机组的生产效率、提高电厂的经济效益。节能减排是目前国内大型火电机组汽轮机改造的主要目标。在我国经济发展方式的转型期，摸索汽轮机节能减排技术改造的方向，既是提高企业经济利益的客观要求，也是我国建设资源节约型和环境友好型社会的必然要求。
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论文作者:许大威,裴长君
论文发表刊物:《电力设备》2018年第15期
论文发表时间:2018/8/20
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