摘要：汽轮机真空的变化，对汽轮机的安全与经济运行有极大的影响。机组真空高排汽压力就会降低，那么汽轮机的汽耗量也将相应的减少，从而就获得了较好的经济性。一般情况下当真空每降低1%时，汽轮机的热耗就增加0．7%～0．8%。正因为如此，所以对凝汽式机组来讲通常要维持较高的真空。凝汽器内真空的产生，是依靠汽轮机排气在凝汽器内迅速凝结成水，体积急剧缩小而造成的。例如排气冷却而凝结成30度左右的水，相应的饱和压力只有0．04绝对大气压，这时如果蒸汽的干度为90%时，每公斤蒸汽的容积为31．9m3。而蒸汽凝结后容积只有0．001m3。即缩小到原来蒸汽的三万分之一左右。汽轮机带负荷运行中抽气器的作用，只是抽出凝汽器中不凝结的气体，不至于积存在凝汽器内影响蒸汽的凝结。
关键词：汽轮机；真空下降；原因
1凝汽器真空
凝汽器是汽轮机真空系统的最主要部件，其作用是当汽轮机排汽进入低压缸时，遇循环水冷却凝结成水，体积骤然缩小，形成高度真空，使汽轮机内的蒸汽膨胀到低于大气压力从而多做功。真空越高，排汽温度越低，汽轮机热循环效率越高。一般运行经验表明，凝汽器真空每下降1KPa，机组汽耗会增加1.5%～2.5%。
2凝汽式汽轮机真空下降的象征及危害
2.1凝汽式汽轮机真空下降的主要象征
(1)排气温度升高;(2)真空表指示降低;(3)凝汽器端差增大(3)在调速气门开度不变的情况下，汽轮机负荷下降;(4)当采用射汽抽气器时通常还会看到抽气器冒汽量增大。
2.2汽轮机真空下降给机组带来的危害
(1)由于排气温度增高将会使固定在排气缸上的轴承座中心上移，破坏了原有的支撑状态和轴承的负荷分配，如果变化过大，往往会引起机组的振动。(2)汽轮机真空降低，在进气量不变的情况下，将会使汽轮机的出力降低。对于凝汽式汽轮机组，一般来说，真空每降低1%，出力降低也将近1%。如果保持汽轮机出力不变，必须要增加进气量，以致引起通流部分过负荷，同时还会引起轴向推力增加。(3)由于排气温度升高，将会使凝汽器铜管产生热应力和热变形从而引起铜管泄漏和损坏，同时还会引起排气缸变形，强度降低。(4)引起汽轮机相对膨胀的变化。(5)真空下降使排气的容积流量减小，对末级叶片工作不利。造成末级长叶片气流紊乱(产生脱流及旋流)，以致引起长叶片的颤振和根部冲刷，同时还会在叶片的某一部位产生较大的激振力，有可能损坏叶片，造成事故。
3真空下降的现象及原因
3.1轴封蒸汽压力
该电厂汽轮机正常轴封压力为0.2-0.25MPa，机组电负荷大于80%时，轴封处于自密封状态时，一般不存在轴封压力低造成真空下降的问题，只有在轴封处于非自密封状态时，轴端密封蒸汽压力＜150kPa时，低压缸两侧会因轴端密封蒸汽压力低，造成外界空气漏入到低压缸内，导致真空下降。造成轴封压力低的原因有：1机组负荷突降；2辅汽联箱其它用户用气量突然增加，运行调整不及时；3冷再至辅汽联箱供汽调节门失灵；4轴封压力调节阀故障。
3.2凝汽器循环水流量及温度
汽轮机真空是在循环水进入凝汽器装置铜管后，对汽轮机排汽进行冷却换热，蒸汽在冷却后冷凝成水后体积瞬间减小，从而产生的真空。循环水温度参数受季节室外环境温度和冷却塔的运行方式影响较大。特别是夏季，循环水温度升高，吸收的排汽热量减少，蒸汽冷凝湿度升高，汽轮机排汽压力增加，真空下降。经过试验测试与数据统计，循环水温度每提高5℃，凝汽器真空度可下降1%，各企业可结合自身情况，制定环境温度与真空对照表，检查当前真空是否正常范围内。循环水流量降低的原因有：1运行中的循环水泵故障跳闸或出口门自动关闭，备用泵未联动或或出口门打不开；循环水泵内部进入杂物，导致循环水泵出力下降甚至跳闸；2凝汽器循环水进水管道大量漏水；3凝汽器铜管结垢，凝汽器端差逐渐增大。4凝汽器水侧入口管堵塞，凝汽器铜管长期未冲洗或凝汽器进行胶球冲洗过程中时，胶球冲洗装置收球网堵塞。
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3.3真空泵工作异常
目前大部分火力发电厂真空系统都采用真空泵来维持真空，影响真空泵的运行状况的因素主要有：1设计原因：真空泵选型偏小，真空泵运行出力不足，无法满足要求。2设备原因：真空泵冷却器冷却效果不佳，冷却器换热片堵塞或开式循环冷却水温度高，导致真空泵抽汽量减少，出力降低。3人为原因：运行调整不及时，导致真空泵分离器水位低。
3.4负压系统漏入空气
1凝结水泵密封水压力低或入口母管密封不严。凝结水泵通过轴封冷却水进行密封，当出现轴封水中断或压力不足情况时，由于凝汽装置至凝结水泵进口管段处于负压状态，大量空气就会被抽入到凝汽器，导致真空下降。2汽轮机在低负荷运行工况下，轴封处于非自密封状态，轴端密封压力较低，空气漏入低压缸内；3汽轮机低压缸安全门关闭不严4低压缸法兰结合面与检查孔，低压缸与抽汽管路、低压加热器等设备的连接处密封不严5真空系统相关设备、管道等部件因检修不当、支吊架松动或管路振动产生机械碰撞，导致破裂或者损坏。
4真空下降解决办法
4.1进入凝汽器的循环水流量急剧下降
1运行中发现循环水流量急剧下降时，应立即检查循环水系统工作状态：当发现循环水泵运行电流和出口压力同时到零时，即循环水泵故障跳闸，应立即检查备用泵是否联动，否则应手动投入，并开启水泵出口门。若没有备用泵时，应手动启动跳闸泵一次，启动前就地检查水泵是否存在倒转现象。在确认真空已无法恢复后，应果断采取措施，立即手动减负荷到零，停止汽轮机运行。2当循环水泵出现电流与出口压力同时摆动或下降时时，极有可能是查循环水泵吸入口水位是否过低、冷却塔出口滤网是否堵塞等所致，此时应立即进行就地检查，如确认是上述因素引起，应立即采取措施，增加冷却塔补水量或清理冷却塔出口滤网杂物。3当出现水泵电流与出口压力明显下降时，则可能是循环水泵本身故障或出口门故障误关导致的，此时应立即联系检修人员处理，同时启动备用泵。
4.2凝汽装置水位超限，淹没换热铜管。
1凝汽装置内部换热管大量漏泄，此时应立即解除凝结水自动，手动开大凝结水至除氧器调节阀，向除氧器上水，如水位仍无法控制时可启动备用凝结水泵，开启低加出口启动放水门，将水排至循坏水回水中，直至水位正常。同时联系化学注意监视汽水循环系统各项水质参数，如果出现汽水品质恶化现象，应立即请示停机处理。2运行凝结水泵出现故障，可以通过观察水泵电机电流和出口压力来判断，确认水泵故障时，应立即启动倒泵运行，并联系检修处理。
4.3真空泵工作失常
如发现运行中真空泵电流明显降低，伴随着真空急剧下降，立即启动备用真空泵，加大分离器补水，若真空未恢复，停止故障真空泵并关闭其出口门。若真空仍下降，应减负荷。
5结论
因真空系统设备较多，系统复杂，处理起来难度较大，汽轮机的真空低问题一直是在火力发电厂凝汽式汽轮机应用过程中普遍存在的问题，真空下降导致的停机或设备损坏事件时有发生，因此深入研究汽轮机真空低的有关原因对于解决此类问题有着深远的意义。希望本文能够抛砖引玉，给读者在解决此类问题上提供新的思路，研究出经济易行的技术措施。
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论文作者:王明明,叶孙炳,张帅
论文发表刊物:《电力设备》2018年第29期
论文发表时间:2019/3/27
标签：汽轮机论文; 凝汽器论文; 真空论文; 水泵论文; 真空泵论文; 压力论文; 蒸汽论文; 《电力设备》2018年第29期论文;