摘要：机组真空的变化，对机组的安全性和经济性是十分重要的。本文指出汽轮机排汽装置真空下降的原因及结合近年来我公司真空系统查漏经验，根据参数变化，对真空泄露部位进行分析，并解决问题，确保机组的安全稳定运行。
关键词：直接空冷机组；真空下降；原因分析；查漏总结
一、引言
汽轮机的真空是衡量机组经济性的重要指标，一般的大型汽轮发电机组都设有真空低跳闸保护，因此，真空在热力发电厂中是一个受到高度重视的指标。我司的两台汽轮机为上海汽轮机厂生产的CZK300-16.7/0.4/538/538亚临界、单轴、中间再热、双缸双排气、空冷、抽汽凝汽式汽轮机。机组采用直接空冷及小机直接排空冷岛。汽轮机低压缸排汽向下流入排汽装置，排汽装置内布置的防冲板既可引导蒸汽转向水平，又可分离排汽中的水滴。蒸汽进入水平布置的主排汽管道，然后向上输送到空冷凝汽器顶端的6根蒸汽分配管，蒸汽携带的热能被流经空冷凝汽器翅片管表面的冷却空气带走，冷却凝结形成的水汇入12根管束下联箱，流入下方的凝结水管，在自身重力的作用下沿凝结水管流回排汽装置热井，少量未被凝结的蒸汽和空气的混合物经抽真空管道抽至真空泵。
二、直接空冷机组排汽装置真空下降的原因
影响汽轮机真空的因素有很多，主要有空冷岛设备系统的影响，环境变化影响，真空泵出力的影响，轴封供汽压力的影响，进入凝汽器的各个水封的影响，真空系统管道和其他设备系统损坏和泄露影响等。
2.1空冷岛设备系统的影响
凝汽设备是凝汽式汽轮机的一个重要组成部分。由热力循环来讲，凝汽设备实质是一个冷源。汽轮机排汽的热量是通过凝汽设备而最终传递给环境空气，形成凝结水，返回锅炉，促使新蒸汽源源不断地流进汽轮机，而排汽源源不断地排入凝汽设备，形成热力循环。因此凝汽设备其工作的好坏直接影响整个机组运行的经济性和安全性。空冷岛的影响对真空的影响是很明显的。正常运行中，空冷风机大面积跳闸、空冷凝汽器散热面脏污、热风再循环都会使真空下降。我厂每年供热期结束、春季柳絮爆发期及空冷岛运行初始温差偏大时对空冷散热器翅片进行全面清洗。
2.2环境的影响
直接空冷机组的运行状况受周围环境的影响很大。因为直接空冷机组以环境空气而不是以水做为汽轮机排汽的冷却介质,所以,周围环境的变化会显著影响直接空冷系统的运行特性。空冷机组尤其是直接空冷机组靠空气冷却,由于空气比热容小, 在正常运行中，环境温度高、室外大风天气、炉后来风等对真空的影响是很明显的。我厂每年夏季，最高温度可达40℃左右，机组受真空高影响无法接带大负荷，我厂采用投空冷岛喷淋及空冷风机超频的方法，降低真空，效果明显。当空冷背压达到20KPa时，投入空冷4列喷淋，投运后背压约下降2.2kpa,背压低于18kpa时退出；当背压达到22kpa时投入空冷风机超频，背压低于22kpa时退出，。
2.3真空泵出力的影响
真空泵的作用是在机组启动时建立真空以及在运行中抽除从真空系统不严密处漏入的空气和未凝结的蒸汽，维持所需要的真空。真空泵出力的大小表示了真空泵抽吸空气和其他不凝结气体的能力，出力越大，抽吸能力越强，使排汽装置能够维持的真空也就越高。反之，能够维持的真空也就越低。决定真空泵出力大小的因素很多，除真空泵的功率因素外，对于机械水环式真空泵，主要还有真空泵分离箱水位、冷却器的冷却效果等等。我厂在真空泵入口管道上增加前置冷却器后，效果明显。当真空泵在运行中突然出现故障时甚至真空泵停运，会导致真空突降。当然真空泵并不是运行越多真空就越好。
2.4轴封压力的影响
汽轮机轴封由许多轴封片形成曲径迷宫式轴封，蒸汽通过高、低压缸蜂窝式轴封，从而使外界空气不能漏入排汽装置内。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆轴封蒸汽需要一定的压力和温度，若轴封供汽压力不正常，则排汽装置真空值会缓慢下降，当轴封压力低时，汽轮机高、低压缸的前后轴封会因压力不足而导致轴封处倒拉空气进入汽缸内，使汽轮机的排汽缸温度升高，排汽装置真空下降。
2.5水封破坏对真空的影响
不管大机水封、小机水封还是暖风器水封共同点都是回排汽装置。水封破坏引起的真空下降是较常见的问题，所以真空下降时水封重新投退或倒外排也是针对真空下降的重要手段。水封破坏毫无预言，也几乎没有监测手段。一般水封破坏真空下降率是非常明显。所以，真空有明显下降率，排除误操作及设备原因，及时倒水封至外排。我厂发生过在机组降负荷过程中，真空突然由-87kpa降至-81kpa，凝结水过冷度和溶氧均大幅增加。启动备用真空泵，水封茼注水后仍没有明显变化，对各水封倒至外排后，真空恢复正常。
2.6真空系统管道和其他设备系统损坏和泄露影响
直接空冷机组真空系统涉及范围广，连接的动静密封点多，因而真空系统查漏较繁琐。排汽装置真空下降后，对真空系统进行下列检查并做相应的隔离处理：检查真空破坏门关闭严密，密封水正常。检查凝泵密封水正常，盘根不漏空气；排汽装置水位不应过高，否则关小补水，调整水位至正常；旁路误开，应关闭；疏放水门开启应查明原因，采取相应措施。到就地查找排汽装置及相关负压系统是否有明显漏点。
三、结合近年来我司真空系统查漏经验总结
3.1泄漏点发生在真空系统水侧
水侧范围包括排汽装置液位以下至凝泵入口。发生泄漏后，空气直接漏入凝结水，凝结水溶氧会明显增加，一般都得达到100ug/L以上甚至达到几百，凝结水进入除氧器经过除氧头除氧，所以漏入空气对真空严密性影响不大，空冷岛抽汽温度、凝结水温度均不会有明显变化。发生过的典型异常事件有：1C真空泵前置冷却器疏水管道至排汽装置放水门未关、1号机凝泵入口母管泄露。凝泵入口真空压力表排污门未关。几起异常都是溶氧在310ug/L左右。
3.2泄漏点发生在真空系统汽侧
汽侧范围包括低压缸排汽区域、排汽装置导流板以上至空冷岛区域。发生泄漏后，空气直接随蒸汽进入空冷岛，由于空气温度低，空冷岛抽汽温度、凝结水温度明显降低，过冷度明显增大，真空泵电流明显增大，漏入空气对真空严密性影响也非常明显，但由于凝结水回水经过除氧喷嘴，凝结水溶氧会上升但一般不是典型现象。发生过的典型异常事件有：空冷2A4列单元端板开裂、1号机低压缸防爆膜泄露。几起异常都是真空泵电流比正常运行时大10A左右，真空严密性试验不合格。
3.3泄露点发生在排汽装置水侧蒸汽空间
侧蒸汽空间范围在导流板以下排汽装置液位以上以及排至蒸汽空间的各种疏水管道。发生泄漏后，空气进入蒸汽空间，由于蒸汽空间有三根抽空气管和真空泵母管直接连接，所以真空泵电流会明显升高，一部分溶于凝结水对溶氧有略微影响，但绝大部分被真空泵抽走，也不会对空冷岛参数造成影响，而做真空严密性试验时，停止真空泵后，排汽装置内压力升高，空气从蒸汽空间通过导流板边侧导流槽被抽上空冷岛，影响真空严密性明显。典型异常事件：本次1号机组定冷水箱加热疏水管至排汽装置放水门未关导致漏真空。
四、结论
汽轮机真空的变化，对机组的安全性和经济性是十分重要，因此，在运行工作中要高度重视，出现问题时及早发现并正确处理。要从运行、检修、维护各方面不断的完善提高，找对策提高真空，尤其是泄漏方面的故障，以促进机组的安全经济运行。
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论文作者:张鑫
论文发表刊物:《基层建设》2019年第18期
论文发表时间:2019/10/9
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