【摘要】凝汽式汽轮机的真空度高低与机组的运行安全、稳定性存在着直接的关联性。在电厂凝汽式汽轮机实际工作运行中，经常出现汽轮机真空度效果不佳的状况，造成汽轮机的运行稳定性与运行效率的降低，电厂的经济效益受到了直接性影响。基于此，本文就对影响凝汽式汽轮机真空度降低的原因进行深入分析与探讨，并依据分析结果，提出解决凝汽式汽轮机真空度降低问题的具体处理措施，为确保机组经济运行提供可靠保证。
【关键词】凝汽式汽轮机;凝汽器;真空度;措施
一直以来，汽轮机运行的经济性和安全性会受到汽轮机凝汽器真空高低的直接影响。汽轮机真空高，排汽压力低，有效焓降较大，被循环水带走的热量越少，机组的效率越高，当凝汽器内漏入空气后，降低了真空，有效焓降减少，循环水带走的热量增多。凝汽器真空低，同时也会导致保护工作的出现，直接引发机组跳闸现象。为此,笔者通过对凝汽式汽轮机真空度降低原因的分析,提出了处理的具体措施，具体介绍如下。
1、凝汽器真空的成因
凝汽器中形成真空的成因是，由于汽轮机的排汽被冷却成凝结水，其比容急剧缩小。如蒸汽在绝对压力 4kPa 时，蒸汽的体积比水容积大 3 万多倍［1］。当排汽凝结成水后，体积就大为缩小，使凝汽器汽侧形成高度真空，它是汽水系统完成循环的必要条件。正是因为凝汽器内部为极高的真空，所以所有与之相连接的设备都有可能因为不严而往凝汽器内部漏入空气，加上汽轮机排汽中的不凝结气体，如果不及时抽出，将会逐渐升高凝汽器内的压力值，真空下降，导致蒸汽的排汽焓值上升，有效焓降降低，汽轮机蒸汽循环的效率下降
2、汽轮机真空严密性差的危害
真空度是凝汽式汽轮机的一个重要运行参数,当真空度降低时,机组的排气温度会升高,这不但会影响机组运行的经济性,而且对机组的安全也有很大影响。汽轮机真空严密性差的危害主要表现在以下几个方面:
( 1) 真空严密性差时，漏入真空系统的空气较多，真空泵不能够将漏入的空气及时抽走，机组的排汽压力和排汽温度就会上升，降低了汽轮机组的效率，增加供电煤耗，并可能威胁汽轮机的安全运行。另一方面，由于空气的存在，蒸汽与冷却水的换热系数降低，导致排汽与冷却水出水温差增大。
（2）凝汽器真空度降低,汽轮机的排汽压力升高,排汽温度上升,被循环水带走的热量明显增加蒸汽在凝汽器中的冷源损失增大,机组的热效率明显下降。汽轮机排汽温度升高较多时,将使排汽缸及低压轴承等部件受热膨胀,机组变形不均匀,这会引起机组中心偏移,可能发生振动。此外,排汽温度过高时,可能引起凝汽器铜管的胀口松弛,破坏凝汽器的严密性,甚至引起循环水短路。
（3）凝汽器真空度降低时,机组的负荷也将减少,甚至达不到额定负荷。要维持机组负荷不变,需要增加主蒸汽流量,这时末级叶片可能超负荷。当真空度降低到一定程度而要维持生产负荷时,蒸汽流量就会不断增大,这时机组的轴向推力将增大,推力轴承温度升高,严重时可能烧损。如果机组的设计余量较小,则即使机组在满负荷的情况下,也达不到生产的设计要求。
(4) 当漏入真空系统的空气虽然能够被及时地抽出，但需增加真空泵的负荷，浪费厂用电及工业用水。
(5) 由于漏入了空气，导致凝汽器过冷度过大，系统热经济性降低，凝结水溶氧增加，可造成低压设备氧腐蚀。
3、汽轮机凝汽器真空低的原因分析
（1）真空系统的空气渗漏。当凝汽器真空系统之中存在空气渗入的时候，一般包含两种方式：其一，机组真空系统本身不够严密。其二，随着蒸汽，空气一起进入到凝汽器。另外，给水加热器、汽轴封、低压缸等都会对凝汽器真空度管道带来影响。
（2）循环冷却水的原因。其一，冷却水进口温度。当条件一致，冷却水进口温度偏低，那么就会降低排汽温度，所以，也能保持一定的真空水准。其二，冷却水量。在汽轮机负荷以及冷却水温度不改变的情况下，通过冷却水量的增加，就可以对冷却水的温度进行有效的降低，确保换热的实际效果。
（3）凝汽器端差的影响。端差会将凝汽器热交换情况直接反映出来，其主要是关联到凝汽器铜管表面的清洁度，也就是铜管的传热越强，其端差越小。
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（4）真空系统真空泵工做出力不足，会影响真空泵抽吸能力，降低凝汽器真空。所以，就需要合理的控制真空泵的工作水流量及温度，满足正常的抽吸，确保真空的正常。
4、解决凝汽式汽轮机真空度降低问题的具体处理措施
4.1提高真空系统的严密性
在停机的阶段，需要做好灌水检漏，直接实现漏汽点消除；按照负荷的实际变化，对汽轮机的轴封压力进行调整；经常性的检查负压系统的阀门，避免出现泄漏的问题。机组运行可以选择通过氦气检漏仪的方式做好查漏处理。
4.2改善轴封系统
针对轴封系统，做好相对应的改造，这样才可以解决轴封汽外冒的现象，并且也可以将轴封汽的压力进行合理调整，最终避免出现低压轴封泄漏，而影响真空的情况出现。
4.3清洗受热面
冷却面结垢对于真空度会产生一种逐渐积累并增强的影响，结垢之后会增大对换热的效果带来影响。所以在机组停运的时候，也需要及时冲洗水室和铜管，并且强化换热效果。
4.4清洗凝汽器
根据对凝汽器系统的检查,其管束和管板积垢严重。因此,采用高压水枪对整个凝汽器的管束进行逐个清洗,清除其上的灰尘、泥沙、腐蚀产物等杂质。以降低管程循环水的流通阻力,提高传热系数,改善凝汽器的冷却效果。
4.5降低冷却水温
对于提升真空度来说，降低凝汽器的进口冷却水温度是有效的途径之一。考虑到飞散或者是蒸发，冷却补充用水偏大，及时的补充，才可以有效的进行降温。另外，对于冷却塔的分配管也需要定期的检查，确保出水的顺畅性，保证填料层没有任何泥垢存在。
4.6循环水泵的经济调度
通过冷却水量的改变，就可以改变吸热量。如，在每一台机组配置 2 台相同型号的高低转速循环水泵，基于冷却循环倍率的要求和不同的季节和机组功率变化来进行水量的调节，通过可切换循环泵的转速调整，可以满足真空度以及节电的要求。
5、加强检查维护，做好预防工作
在采取有效措施解决现存问题的基础上，还应当加强对各项设备的日常检修维护工作，最大限度预防真空下降事故的发生。例如，加强对循环水供水设备、凝结水泵、真空泵等设备的日常检修与维护，加强对凝结器水位、轴封压力状况、汽轮机真空系统、冷却塔热力性能的监测、监视工作，投入低真空保护装置，加强对凝汽器内铜管及水侧的清洁疏通工作等。借助日常的检查与维护，能够及时有效发现问题并采取措施予以解决，同时也能够消灭问题发生的隐患，为设备与机组的安全稳定运行打下良好基础。
6、结语
总而言之，在实际的运行中，汽轮机真空系统发挥了关键性作用，其运行好坏直接关系到经济运行和安全运行，所以，确保系统运行的稳定性格外关键。在实际运行中，真空系统故障发生进程相对缓慢，难以发现，所以需要增强检查力度，找准安全隐患，进而处理故障，降低事故发生的概率。针对真空度降低的问题，需要查明原因，及时的处理，才能满足机组安全性的要求。
【参考文献】
[1]李春.机械清罐技术研究与应用[J].中国石油和化工标准与质量,2016,36(16):121-122.
[2]韦涛,万丽云,杨雪.机械清罐技术在吐哈油库的应用[J].油气田地面工程,2014(2):88-89.
[3]李惠杰,姜连华,杨子宁等.成品油储罐机械清洗工艺技术研究[J].辽宁化工,2015(11):1353-1355.
论文作者:林宏伟
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第05期
论文发表时间:2019/7/31
标签：凝汽器论文; 汽轮机论文; 真空论文; 机组论文; 真空度论文; 冷却水论文; 系统论文; 《科学与技术》2019年第05期论文;