摘要：凝汽设备在电厂凝汽式汽轮机组的热力系统中的功能主要体现在将汽轮机的排汽凝结成水。除此之外，作为整个热力循环中的冷源，凝汽设备还要在汽轮机排汽口建立并维持一定的真空。凝汽器真空是衡量机组热经济性的重要指标，真空过高或过低不仅对汽轮机装置的效率产生重大的影响，而且会影响汽轮机组的安全。因此研究凝汽器真空对提高整个汽轮机组的热经济性有着重大而积极的影响。下面本文对凝汽器真空下降的原因分析及处理进行讨论。
关键词：凝汽器；真空下降；原因分析；处理
凝汽器是汽轮机组重要辅助设备之一，其作用是在汽轮机排气管内建立并维持高度真空，使蒸汽在汽轮机中膨胀到最低压力，增大蒸汽在汽轮机中的可用焓降，提高热效率；回收洁净的凝结水及各种疏水作为锅炉给水和工艺除盐水补水的一部分。凝汽器工作的状况直接影响整个设备运行的热经济性和运行可靠性。
1凝汽器真空形成的原理
凝汽器内布置了很多冷却水管，循环水源源不断地在冷却水管内流过，这时汽轮机低压缸排汽进入凝汽器的蒸汽遇冷立刻凝结成水，放出的汽化潜热被冷却水带走，使凝汽器内的蒸汽接近冷却水温度。由于蒸汽的饱和压力与其饱和温度是相对应的，当排汽被凝结成水后其比容急剧缩小，体积也大为缩小，使凝汽器内形成高度真空，再利用抽气器不断地将凝汽器内的空气及其它不凝结的气体抽走，以维持凝汽器的真空。
2凝汽器真空下降的危害
2.1凝汽器真空降低，使蒸汽做功能力下降，在保证机组负荷不变的情况下，蒸汽流量增加，使叶片因蒸汽流量增大而过负荷。
2.2真空下降，会使机组轴向推力增大，机组轴向位移增大，严重时会造成推力瓦过负荷磨损。
2.3真空下降，使低压缸排汽温度升高，低压缸温度升高，将使低压缸及低压转子热膨胀、热变形增加。受此影响将使低压缸中心线发生变化，将引起机组振动增大、低压胀差增大，也易使低压缸动静间隙变小，甚至消失，造成动静摩擦事故。
2.4真空下降，循环水出入口温度升高，将使凝汽器铜管温度升高，由于铜、钢传热系数及膨胀系数不同，将使凝汽器铜管胀口松动，最终导致凝汽器泄露。有可能温度升高时不漏，但当温度降回来时漏。若一台凝汽器漏量不大可在机组运行时处理，若一台凝汽器多数管漏或两台凝汽器漏将造成停机事故。
2.5随着真空下降，低压缸末级叶片容积流量将大幅减小，将使末级叶片严重偏离设计工况，末级叶片将要产生脱流及漩涡，同时还会在叶片的某一部位产生较大的激振力，这种激振力虽然不至于使叶片或叶片组产生共振，但可使叶片产生颤振，这种颤振由于频率低振幅大，极易损坏叶片造成事故。
3凝汽器真空快速下降的原因和处理
3.1循环水中断
循环水阀门误操作，迅速复位并根据现场情况调整机组；循环水泵泵轴与轴承抱死等严重故障，启动备用泵供水；水泵跳闸，启动备用泵，恢复系统稳定，通知维修技术人员对出现问题循环水泵进行分析检修；当真空下降到汽轮机最低允许值仍没能恢复循环水系统且真空值还在下降，应果断采取紧急停车措施。
3.2后轴封供汽中断
调整汽封压力恢复到规定压力范围。一般情况下高低压轴封由一条管道相连，开车初始低速暖机阶段，轴封同时供汽给高压端轴封和低压端轴封，等到进汽量及转速到达一定程度时关小轴封供汽，此时由高压端汽封高压缸处泄露汽供给低压轴封端，这是考虑的经济性。个人认为有需要的话可以在检修时把高低压轴封从新布管，实现高压端轴封供汽抽汽、低压端轴封供汽相对独立，以方便操作人员进行调整。
3.3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。
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3.4抽气器故障
抽气器为射水式抽气器，当射水泵或射水系统故障，都将对抽气器的工作带来影响。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。
4凝汽器真空缓慢下降原因和处理
4.1凝汽器热负荷过高障
由于机组主蒸汽管自动主汽门前、调节汽门前疏水，低压加热器疏水以及抽汽逆止阀等多处疏水，均接入凝汽器，增加了凝汽器换热强度，当循环冷却水量一定或不足时，就会导致凝汽器真空度下降。改进的方法是将以上疏水系统加分流管道及阀门或直接接至电厂的疏水扩容器或疏水箱，以降低凝汽器的热负荷。
4.2凝汽器汽侧空间水位过高
造成凝汽器满水的可能原因如下：凝结水泵故障；凝汽器铜管破裂，此时凝结水水质恶化；备用凝结水泵的进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内；正常运行中误将凝结水再循环门开大。
4.3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。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。当结垢过多，真空过低时，就必须停机进行清洗。
4.4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，这类真空下降的特点是下降速度缓慢，而且真空下降到某一定值后，即保持稳定不再下降，这说明漏汽量和抽气量达到平衡。真空系统不严密漏气量增多时，表现的主要现象是：汽轮机排气温度与凝汽器出口循环水温的差值增大、凝结水过冷却度增大。此时应立即查找漏气原因和漏气点并予以消除。
5凝汽器真空下预防措施
5.1提高循环水的质量
循环水在一定程度上决定着凝汽器的真空度。在机组正常运行的过程中，要保证循环水的水质和水量。因此，可以投入药物减小循环水的硬度，降低循环水在运行过程中结垢的概率。此外，还要定期排除塔池底部的污水，并按时投运凝汽器胶球系统，定期维护胶球的清晰装置，使用质量较高的胶球，从而提高清洗效果，提升循环水的质量。
5.2定期检查凝结器真空系统
在机组停止运行的情况下，要认真检查真空系统。如果发现有泄漏点，要及时更换真空系统中有破损或被腐蚀的管道、阀门等，以此提高凝结器真空系统的严密性，使机组的真空严密性始终处于合理的范围内，进而保障凝汽器的真空度。
5.3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。
结束语：
总之，影响汽轮机凝汽器真空的因素来自很多方面：设计、安装、制造、运行管理等。对可能引起汽轮机凝汽器真空度系统故障的因素定时检查，及时发现问题，及时查明原因，采取措施予以解决，确保机组的安全经济运行。
参考文献：
[1]凝汽器真空下降问题的分析研究及对策[J].童浩，杨正德，黎娇.科技经济导刊.2016（16）
[2]凝汽器真空低的影响因素及改善[J].张浩，王建建，于宗，张新磊.电力科技与环保.2015（02）
[3]凝汽器真空异常下降的原因分析及处理[J].苏高军.电工技术.2017（09）
论文作者:何一贺
论文发表刊物:《电力设备》2018年第28期
论文发表时间:2019/3/21
标签：凝汽器论文; 真空论文; 疏水论文; 机组论文; 汽轮机论文; 低压论文; 铜管论文; 《电力设备》2018年第28期论文;