摘要：作为汽轮机的重要组成部分，凝汽器设备对电厂安全、稳定可靠运行有很大影响。而凝汽器不仅可以将汽轮机的排汽冷凝成水循环使用，而且还可以在汽轮机排汽处制造真空和维持真空。凝汽器真空过低，不仅会引起蒸汽在机组中的有效焓降减小，还会导致汽轮机排汽温度升高，排汽缸变形和振动等故障。因此，凝汽设备的工作性能直接影响到整个汽轮机组的热经济性和安全性。本文结合相关文献研究及自己工作实际，着重对凝汽器真空下降的原因进行分析，并提出了具体对策。
关键词：凝汽器；真空下降；原因；对策；分析
1．凝汽器真空的原理及作用
凝汽器是将汽轮机排汽冷凝成水的一种换热器，主要作用是循环利用汽轮机的循环冷凝水，并在排汽处制造并维持真空。真空环境形成依赖于汽轮机的排汽被冷凝成水，比容迅速减少。通常我们是根据汽轮机组参数的高低来判断凝汽器真空的好坏。通过分析凝汽器真空、汽轮机热效率、发电厂的经济性三者之间的关系，即提高凝汽器真空就能直接提高汽轮机热效率和发电厂的经济性。真空越高，排汽的温度就越低，汽轮机热循环效率就越高。
2．凝汽器真空下降的原因
2.1真空系统管道泄漏
真空系统管道严密性问题原理并不复杂，但是却很难解决。因为凝汽器系统内设备众多，而检查到真空系统管道泄漏是一项繁重复杂的工作。真空系统管道泄漏存在很多方面的原因，可能是真空破坏阀等阀门关不严、负压阀门密封不严等多种情况，也可能是真空系统在轴封安装过程中由于处理不当或者是设备运行过程中设备的震动造成缝隙过大而导致的泄漏；加工时在管道、焊点等处进行加工时产生裂痕或者漏点，也会造成真空下降；出水口调节不当导致水封破坏，轴封加热器水位较低会导致气体进入；给水泵密封筒设计不合理，运行中密封筒水封破坏导致凝汽器漏空气；低压缸轴封压力过低导致低压缸轴端漏空气。
2.2循环水泵运行方式不合理
机组真空对于循环水温的要求是十分严格的，当水温上升5℃时，就会降低真空1%。由于水温受季节影响较大，因此控制起来要比较繁琐。高温对于凝汽器的冷却效果是非常不利的，进而也会导致机组真空低。我厂每台机组有两台循环水泵，夏季凝汽器冷却水进水温度比冬季要高15—20℃，所以循环水泵不合理的运行方式必然导致凝汽器冷却水量不足，机组真空偏低。
2.3凝汽器钢管冷却效能低下
在凝汽器真空情况下，凝汽器钢管极容易因为工作时间较长而产生结垢，从而导致冷却效能逐渐低下，凝汽器结垢会大大增加凝汽器阻力损失，管壁热阻也会随之增大，以至于真空下降。凝汽器压力下的饱和水蒸气温度与凝汽器冷却水出口温度之差称为端差，它是了解凝汽器传热效果的一项重要参照指标，直接表明了传热效率的高低，运行中可以通过对凝汽器端差的分析判断凝汽器脏污程度，进一步采取应对措施。
2.4凝汽器真空泵出力不足
在机组的运行过程中，需要真空泵抽走凝汽器中的空气和不凝结气体，以此保障真空情况和传热效能。真空泵出力越大，抽吸功能越强，能够实现的真空也就越高；如果真空泵出力不足，抽吸功能弱，那么也就不能维持真空。水温、冷却器、机体老化程度、汽水分离箱水位高低都会直接影响到真空泵出力大小。
2.5凝汽器满水
如果凝汽器真空缓慢下降，汽轮机的排汽缸温度上升，热井液位不正常上升，凝结水硬度变大，凝结水溶解氧升高，则可能是凝结水泵故障；凝汽器铜管泄漏；回水阀开度太大；凝汽器热水井的补水阀没关严等引起的凝汽器满水。
3．凝汽器真空下降对策
3.1增投真空泵，减少真空泄漏
对于真空泄漏的情况，最直接的方法就是增投真空泵，加大抽吸力，将凝汽器内空气的抽出量提升，以此减小对真空的影响。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但是如果存在着大范围的真空泄漏情况，即使增投再多的真空泵也无济于事，所以，对于凝汽器真空下降的原因我们要先进行排查。发现真空下降，要核对其它真空测点和低压缸排汽温度，排除真空测点故障。如果真空下降程度低且缓慢，就可以通过增投真空泵来防止凝汽器真空下降，然后再对相应系统进行排查。2013年12月和2014年1月，我厂#1、2机组相继发生凝汽器真空下降事件，通过排查发现给水泵密封筒水封破坏漏空气，重新投用给水泵密封筒后真空恢复正常。后续利用大小修机会对给水泵密封筒进行改造，效果良好。总而言之，当凝汽器真空下降时，立即增投真空泵，减少真空泄漏，减缓真空下降速度，为故障处理争取时间，再进行漏点查找，避免真空低造成机组非计划停运。
3.2根据季节变化及时调整循环水运行方式
循环水作为实现真空的必要媒介，承担着十分重要的责任。而循环水水温受天气、气候、季节、温度的影响较大，在自然状态下很难保证恒定性，这是难以改变的，因此，增大凝汽器冷却水量是提升机组真空的主要方式。通过对我厂两台机组冬夏两季循环水运行参数分析，一般夏季单机运行时保持两台循环水泵运行，全开凝汽器循环水进出水电动蝶阀，保持凝汽器冷却水流量最大。冬季凝汽器冷却水进水温度低于10℃时，保持一台循环水泵运行，凝汽器循环水进水电动蝶阀全开，回水电动蝶阀无需全开，真空就能维持在96Kpa以上。因此，根据季节的不同，实际运行中要根据循环水水温的变化情况及时调整循环水运行方式，达到最佳真空。
3.3凝汽器铜管定期清理
为了避免凝汽器铜管脏污，每台机组增设了两套凝汽器胶球清洗装置，胶球清洗装置是汽轮机组在运行当中对凝汽器冷却管进行有效清洗的最佳设备。该装置使用性能的好坏直接影响到汽轮机凝汽器的清洗程度和传热效果。为了达到最佳清洗效果，每天必须保证清洗时间不少于4小时，每周清点胶球一次，确保收球率合格，将破损的胶球剔除，补充完好的胶球，保证下一次的清洗效果。胶球清洗装置的规范投运可以有效解决凝汽器脏污问题，提升了凝汽器换热效率和真空。
3.4增强凝汽器真空泵出力大小，保证抽吸
如果机组真空系统内部密封比较严密，单通过增开一台真空泵提高真空值的效果是很不明显的，显然并不经济，可能会适得其反。因此，可以考虑设法降低真空泵冷却水和工作水温度，大大提高真空泵的抽吸能力，从而提高真空，降低煤耗；同时，定期对铜管清洗也是保证换热效果的一项有效措施；另外还需要调整好水位，保证汽水分离箱水位，确保冷却器正常运转，定期检查机体老化情况，更换零件等。
3.5保证凝汽器水位正常
机组运行中凝汽器水位调节必须投自动方式，水位高或低保护逻辑必须经过试验合格后方可投入运行。保证凝结水泵运行正常，对凝结水水质在线监视系统加强监视，凝结水溶氧不合格或凝结水硬度异常上升，应查明原因，确认凝汽器铜管泄漏导致凝汽器水位高，应降低机组负荷，停运半侧凝汽器检修，加大凝结水换水量，保证凝结水水质合格。凝汽器水位高超过报警值，应当检查补水阀门有无卡涩或误开，应采取措施减少凝汽器补水量，同时增大凝结水系统排水量，保证凝汽器水位在正常范围，恢复机组真空。
3.6保证机组零件质量
如果机组零件质量不佳或者零件之间出现不匹配的情况，那么机组在运行过程中很容易就会出现焊点漏点、密封不严、缸体裂缝的情况，因外部泄漏所导致的凝汽器真空下降是非常明显的，在这种情况下，无论如何控制循环水水温或者增投多少真空泵，都难以达到标准的真空状态。
4．结论
总而言之在实际的发电厂作业中，凝汽器真空起着重要作用，它决定了整个装置的安全稳定运行。事实上，凝汽器真空下降可能取决于很多原因，很多研究也都是在理想环境下进行的，实际作业环境复杂多变，人为很难预测精准。未来保证实际工作的可靠性及安全性，我们面对这种问题首先应该谨慎检测排查设备，再通过系统科学理论指导，分析出现问题的原因，不断积累经验，及时发现、解决问题，保障真空系统装置长期高效稳定地运行，提高实际生产的经济效益。
参考文献
[1] 李勇, 张宝东. 330MW机组凝汽器真空低原因分析及处理[J]. 浙江水利水电学院学报, 2017, 29(3):72-75.
[2] 童浩, 杨正德, 黎娇. 凝汽器真空下降问题的分析研究及对策[J]. 科技经济导刊, 2016(16):60-61.
论文作者:杨希
论文发表刊物:《电力设备》2018年第27期
论文发表时间:2019/3/12
标签：凝汽器论文; 真空论文; 机组论文; 真空泵论文; 汽轮机论文; 凝结水论文; 水位论文; 《电力设备》2018年第27期论文;