关键词：汽轮机 凝汽器 真空
正文：
发电厂汽轮机普遍存在着真空系统的真空度偏低的问题,这对汽轮机组的热经济性和运行安全性的影响甚大。发电厂的真空系统比较庞大,影响其真空度的因素也比较多。由于各个机组的运行性能存在差异,其真空度偏低的原因又会有所不同。在电厂中,凝汽式汽轮机的真空严密性实验不达标,始终是摆在操作人员面前的一大难题。一旦出现真空度偏低的问题,电厂就需派用大量的维修与安检人员,从而造成了一定的人力资源浪费,同时还增加了运行过程中的用电量和用油量。如果真空度过低,还会引起蒸汽在汽轮机机组中的有效焓降大为减小,导致整个汽轮机的排气温度上升,从而引起排气缸震动与变形,影响其长期运行寿命。在进行提高真空度的操作时,稍有不慎就会出现一定的泄漏,使得空气在机组运行时进入润滑油系统,增加了润滑油中的水含量,从而会造成机组使用不灵的情况。
既然凝汽式汽轮机所存在的低真空问题会产生诸多不利影响,如何对这些低真空问题的产生原因进行分析就显得格外重要,本文将依次展开,并深入探讨影响汽轮机低真空运行的各个主要因素,同时根据作者多年来的操作经验,提出一些行之有效地对策。
1、分析汽轮机真空低的理论依据
要想提高汽轮机的真空度,就需要了解其真空度建立与形成的过程。通过机组的启动阶段与正常运行两个阶段,建立了凝汽器真空。在机组的启动阶段, 真空泵会将凝汽器里的空气抽出,在这一过程中,真空建立的快慢由真空泵的性能及容量和真空系统的密封性能来确定。汽轮机组启动后,排汽就会由于与冷却介质换热而被冷却成水,气体体积大大缩小,这时原本由蒸汽所占据的空间就会形成高度的真空。在机组正常运行时,凝汽器排汽的压力（饱和蒸汽压）与排汽温度（饱和温度）存在一定关系。其中,实际情况下的饱和压力是由漏入凝汽器的空气分压和蒸汽排汽分压两部分组成。蒸汽排汽分压可通过饱和蒸汽的温度来确定,而凝汽器的排汽温度则由冷却水的温升、端差和冷却水温来确定。由此可以看出,影响凝汽式汽轮机真空度的因素主要有:凝汽器循环水的进口温度、凝汽器真空的严密性、凝汽器换热端差、抽气器的效率。
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2、汽轮机低真空的原因
(1)凝汽器真空的严密性不足
真空系统通常都会或多或少存在严密性不足的问题,由于真空系统内部压力比外在大气压小,当汽轮机的密封性能无法达到要求时就会出现空气泄露进凝汽式汽轮机内部的情况,比如空气通过凝汽器壁、接入凝汽器径部的排气管道(疏水扩容器、疏水泵、凝泵、高加抽空气管等至凝汽器的疏水管及空气管)、低压缸和轴封套的结合面、高中压汽的加热系统、汽缸轴封等进入凝汽器。由于空气不易凝结,当一定含量的空气漏入凝汽器后,就会造成其真空降低。与此类似,空气还会随蒸汽带入进凝汽器内,只是以这种方式进入的空气量比较少,一般不做考虑。
(2)凝汽器的端差大
当循环水中的微生物、污泥和溶于水中的碳酸盐一起析出时,就会附在凝结器的铜管一侧,进而产生水垢。由于水垢的热阻比较大,传过同样的热量时就会增大传热端差,从而使凝汽器的排汽温度有所升高,造成真空下降。
(3)循环冷却水的进水温度高
在机组运行中,由于冷却塔的运行状况不正常而导致水塔的出水温度升高时,就会造成真空恶化的情况。同时由于空气湿度大或环境的温度高而使冷却塔的循环水温降有所减少,从而引起凝汽器的循环水进水温度大大升高,也会导致真空恶化。另外循环冷却水的用量不足也会造成真空降低。当循环冷却水的使用量低于设计的限值时,就会造成排汽的压力升高,此时凝汽器的排汽温度也会随之升高,从而降低了汽轮机真空。当凝汽器两侧的通水量分配不均时,也会造成真空降低。
与此同时,凝汽器一侧积累空气以及真空泵的抽气能力不足时,都会造成凝汽器真空降低的问题。总之,造成凝汽器真空降低的原因多种多样,需要根据实际情况进行区别分析,只有正确分析了产生真空降低的原因,才会提出进行有效的改进措施。
3、提高电厂汽轮机真空度的措施
(1)为了维持机组的平稳运转,最好利用对机组进行大修的机会对凝汽器的低真空问题进行技术改造,比如可以加大一些凝结器的胶球清洗次数。
(2)对冷却管中的沉积淤泥进行水力机械清洗,通常可以利用机组临时维修的机会进行,可以在装配胶球冲洗装置之前,每三个月对其进行一次水力机械清洗,从而增加机组经济性。对冷水塔定期维护检查必须到位，大小修期间对冷水塔损坏的淋水盘进行更换，选用质量较好的淋水盘可以防止淋水盘的碎片进入凝结器堵塞冷却水管。
(3)定期对凝结器的真空系统进行查漏,在有必要大修时,可以更换真空系统那些已经被腐蚀的阀门与疏水管道,从而提高真空系统的密封性能,以尽可能使机组真空严密性处于合格的范围内。
(4)保证机组的冷却循环水量。在冬季和初春季节,循环水的入口温度通常较低,单机循环泵的运行就可以让凝气器维持在较低的真空状态下。循环水入口温度升高时,可考虑增开一台循环泵,以增加冷却水量,带走更多的热量。
4、结语
凝汽器真空是影响机组运行的关键因素,如何确保机组在较高的真空度下工作是提升电厂运行效率的重要一环,本文从影响凝汽器真空低的原因入手,探讨了改进凝汽器真空的措施。
参考文献：<五号宋体粗体>
《发电设备》2014年01期
《汽轮机运行》
《火力发电工人实用技术问答》
论文作者:高永强
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年13期
论文发表时间:2019/11/8
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