摘要：汽轮机真空是影响汽轮机热效率的主要因素之一，提高凝汽器真空已成为节能降耗的主要工作，受到广泛重视。本文以某电厂1000MW超超临界机组为例，探讨引起凝汽器真空降低的原因及处理措施。
关键词：凝汽器；真空；严密性
The reasons analysis and treatment of low vacuum on 1000MW units
ZHANGChaopei LIZhiye DUHongli
SPIC Henan Power Co. Ltd, Pingdingshan power generation company. Pingdingshan 467031 , Henan Province, China
ABSTRACT: The low condenser vacuum of turboser is one of the key factors for its thermal efficiency.Improving the rate of condenser vacuum has bacame the main task fpr cutting the power loss.So it is focused prevalently.The paper has taken the 1000MW units as an example,to discuss on the reason of low condenser vacuum and methond of its solution.
KEYWORDS: conderserr;vacuum ;sealing
1 概述
凝汽器真空对机组运行的安全性和经济性影响非常大。凝汽器是汽轮机组的重要组成部分，由它把汽轮机排气冷却后凝结成水形成高度真空，这时进入汽轮机做功的蒸汽就膨胀到低于大气压力，出力增大。如果凝汽器运行不正常，将对整个机组的运行安全和经济性有直接影响，会造成整个机组的经济性降低。因此，维持凝汽器运行工况良好，保持最有利的真空对节能有重要作用。
2. 凝汽器真空的理论分析
凝汽器是汽轮机组的一个重要附属设备，其主要功能是将汽轮机排汽冷却下来变成凝结水，从而在汽轮机的排汽部分建立低背压，形成高度真空，使蒸汽能最大限度地做功。
凝汽器的这种功能由循环冷却水系统建立，并由真空抽气系统维持。进入凝汽器的排汽，在循环冷却水系统的冷却下变为凝结水，蒸汽的体积骤然缩小，在凝汽器中形成真空；同时由于真空抽气系统的正常工作，将不凝结气体及漏入凝汽器的空气抽出，避免气体积累，从而保持凝汽器真空。由于凝汽式汽轮机正常运行中排汽在湿蒸汽区，故凝汽器真空实际上是凝汽器内汽液共存状态下的饱和压力，因此排汽压力与温度有着一一对应关系：排气饱和温度表示为：
t。=t。I+△t+&t
公式中：t。为循环冷却水入口温度；△t为冷却水总温升；&为传热端差温度。由于凝汽器中的蒸汽压力可由与之相对应的饱和蒸汽温度t。来确定，降低t。，则凝汽器真空提高。在实际运行中，由于凝汽器中还存在不凝结气体，凝汽器总压力为凝汽器中蒸汽分压和不凝结气体分压之和，因此蒸汽的分压力低于凝汽器总压力一。
综上所述，对凝汽器真空有着至关重要的影响，可通过改善传热和减少不凝结气体来改善凝汽器真空。
3.真空降低的原因分析
3.1循环水量不足，水温升高使真空降低
循环水量减少，汽轮机排气换热效果减低，使凝汽器真空降低。主要原因有：循环水泵故障或循环水泵内有杂物使水泵不能正常工作，从而使真空快速降低；凝汽器进水管路大量漏水，使真空快速降低；凝汽器的管板有异物，循环水进出水不畅，使凝汽器的有效工作能力受到影响，影响汽轮机排气凝结，从而影响真空。
随着季节和负荷的变化，气温发生变化，循环水温随之变化，造成凝汽器换热状况发生变化，机组排气压力有较大的变化，冬季最低，夏季最高。
3.2凝汽器端差增大对真空的影响
凝汽器传热端差大使真空降低凝汽器排汽压力下的饱和温度与冷却水出口温度之差称为传热端差，它与传热面的清洁程度和传热面积有关。如果端差增大，排汽压力增高，真空降低。循环水中的淤泥，微生物以及溶于水的碳酸盐洗出等，这些物质都会附着在凝汽器铜管水侧形成水垢，产生很大热阻，使传过相同热量时的传热端差增大，汽轮机凝汽器排汽温度升高，真空降低。
3.3凝汽器严密性差对真空的影响
汽器的严密性差，会使凝汽器内漏入较多的空气，漏入的空气会使凝汽器内气体的总压力增大，排汽压力升高，影响抽汽设备的工作效率。同时，由于大量空气的存在会造成不凝结气体聚集在铜管表面，增大热阻，导致凝汽器端茶增大，真空降低。
3.4 小汽机密封水、凝泵机械密封水对真空的影响
小汽机密封水及凝泵机械密封水的破坏会直接导致凝汽器漏真空，在机组正常运行中要密切监视两处密封水的投入情况，防止漏真空情况的发生。此外在小汽机或凝泵检修后投入时也要注意对凝汽器真空的影响，严格按票操作，保证机组安全。
3.5 胶球系统投运率低对真空的影响
凝汽器胶球系统的投运会直接影响凝汽器钢管的清洁度，进而影响凝汽器真空。此外要密切关注胶球的收球率，及时增加胶球数量保证胶球系统的投运率。胶球系统投运率差或者系统工作效率差会直接导致钢管内表面结垢，使钢管传热恶化，凝器汽真空降低。
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4.处理真空降低的措施
4.1 循环水泵的经济优化调度
循环水泵的经济调度不管是对保持经济真空的运行还是对经济性的影响都是关键的，正常运行中务必参照循环水泵的优化运行要求结合机组实际情况及时切换循环水泵运行，以证循泵运行的合理性和经济性。
4.2 保持传热面的清洁，保证胶球系统的投入率
凝汽器传热面的清洁程度会直接影响真空，在机组大修时对凝汽器钢管进行冲洗，一方面是疏通管路，另一方面的对管道进行除垢处理，使循环水的进出口通道畅通。再者对胶球系统进行消缺，查找胶球收球率低的原因，对系统进行有必要的技术改造，减小胶球逃跑的可能性，增大除杂物能力，从而提高真空。
4.3 进行查漏工作，保证轴封系统的正常工作，提高真空系统的严密性
首先利用机组大修对凝汽器进行灌水查漏，灌水高度至低压缸汽封洼窝处，发现高压轴封回汽电动法兰及多处至凝汽器疏水管道存在漏点，并进行了及时处理。再者，机组运行期间保持真空系统的严密性，对可能存在漏真空的地方时时关注，发现问题及时处理。
此外要保证机组轴封系统的可靠性，保证轴封供汽压力温度等，防止漏真空。在运行中加强汽轮机轴封工作情况的监视，及时调整压力值正常工作状态，同时前后轴封单独接管，单独控制，调高对真空度的控制。机组升降负荷和启停机冷热交换会引起密封胶软化、开裂等，所以机组应定期进行真空严密性试验，确定泄漏量，根据实际情况用检漏仪查找泄露点进行处理，确保机组真空系统严密性结果达到河南公司要求（<100pa/min）。
4.4提高真空泵的工作效率
降低工作介质的温度是提高真空泵效率的重要措施。很多电厂使用循环水作为工作介质，可将循环水改为温度较低的机组工业用水；也可在抽气系统中安装制冷装置，利用循环冷却水对工作水进行冷却；在凝汽器与抽气器之间的抽气管路上安装一个混合式冷却器，把抽出气体中的水蒸汽凝结疏出，降低抽气设备工作水温度。从换热器效率的角度出发，采用进口材质的板式换热器代替真空泵管式换热器，可以提高换热器换热效率以降低工作水温。
4.5 凝汽器真空低的其他改进措施
除了以上提到的几个方面外，还可考虑以下措施或注意下列问题：将化学补充水接至凝汽器，由于补水温度低，吸收排汽热量可降低凝汽器温度；改造低效循环水泵为高效泵，或更换泵为与系统匹配；在凝结水泵人口加装排空气管道，使漏人的空气在进入水泵之前便排人凝汽器，提高凝结水泵出力；将主蒸汽管自动主汽门前、调节汽门前疏水，低压加热器疏水及抽汽逆止阀等多处疏水接入疏水扩容器，减少凝汽器热负荷；优化凝汽器管束布置，增强换热。
4.6 凝汽器真空低的具体处理方法
1)发现凝汽器真空下降时。应对照低压缸排汽温度，就地真空表，判断真空确实下降，查明原因，同时应检查备用真空泵自启动，否则手动启动。
2)当凝汽器真空下降、备用真空泵启动后，仍继续降低时，应相应减负荷，负荷减至零，应故障停机。
3)检查大、小机轴封压力是否正常，否则恢复正常。
4)检查循环水泵工作情况，循环水压力，
循环水进、出口温升是否正常，必要时，放空气或启动备用循环水泵。
5)检查真空泵运行情况及备用泵阀门状态。
6)如轴加疏水、气泵密封水不正常应进行注水，否则调至正常。
7)如汽泵真空低或故障影响主机真空，则
应启动电泵，停用并隔绝汽泵。
8)如为真空系统漏气，则应隔绝和堵漏，
检查真空破坏门是否关严。在检查真空系统漏点时可用氦质检漏仪进行查漏。
9)在停机或临修时，凝汽器上水查漏，查出漏点位置，并进行堵漏处理。
5. 结束语
造成凝汽器真空偏低的因素较多且复杂。当出现机组真空度下降时，应及时针对原因进行分析并采取有效的解决措施。机组运行、检修中，要对汽轮机真空系统展开针对性的工作，保证机组的真空，从而确保机组安全经济运行。在当今社会倡导节能的大背景下，作为高耗能行业的电厂，保持机组的最佳真空，也是做好节能工作的重要途径。
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[6]任国臣．汽轮机凝汽器真空降低对机组运行的影响分析[J]．电站系统工程，2009，25(4)：42—44．
作者简介：
张朝培，男，工程师，本科学历，从事火力发电厂运行及管理工作。通讯地址：河南省鲁山县辛集乡中电投河南电力有限公司平顶山发电分公司，邮编467312，电话15993543886
李志业，男，工程师，本科学历，从事火力发电厂运行及管理工作。通讯地址：河南省鲁山县辛集乡中电投河南电力有限公司平顶山发电分公司，邮编467312，电话13781865211
杜洪利，男，工程师，本科学历，从事火力发电厂运行及管理工作。通讯地址：河南省鲁山县辛集乡中电投河南电力有限公司平顶山发电分公司，邮编467312，电话13783242646
论文作者:张朝培,李志业,杜洪利
论文发表刊物:《电力设备》2017年第22期
论文发表时间:2017/12/11
标签：凝汽器论文; 真空论文; 机组论文; 汽轮机论文; 系统论文; 水泵论文; 疏水论文; 《电力设备》2017年第22期论文;