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电厂汽轮机真空降低的原因分析及处理王晨旭

发表时间：2020/8/19 来源：《基层建设》2020年第12期作者：王晨旭

[导读] 摘要：对电厂汽轮机运行过程中真空下降的原因进行分析，冷凝器在进行热传递的过程中，真空系统会受到冷却水温度、流速、装置的废气体积和操作条件的限制。

        郑州丰元电力工程设备有限公司河南郑州 450008
        摘要：对电厂汽轮机运行过程中真空下降的原因进行分析，冷凝器在进行热传递的过程中，真空系统会受到冷却水温度、流速、装置的废气体积和操作条件的限制。研究和分析冷凝器中真空度降低的原因并且对其进行技术整改以及调整，这样可以有效地将机组的真空提升上去，不仅可以确保机组迎高峰度夏的安全性以及稳定性，也可以降低能源消耗及生产成本。
        关键词：电厂；汽轮机；真空降低；原因及处理
        一、真空泵系统工作流程
        真空泵系统的正常运行：将冷凝器的空气和非冷凝气体抽出后，由阀门抽出进入真空泵，然后气流和工作液体（水）蒸汽通过导管流入水箱中，空气和非冷凝气体通过汽水分离器中的排气管，使汽水分离器保持在水中并在冷却器中排空冷却，以完成循环。为了将汽水分离器中的水位保持在恒定高度，水箱配备了溢流管冷凝水。如果水箱中的水位高于要求的水位，则会从溢流管中排出水；如果水箱中的水位低于所需水位，则液位控制阀自动打开，冷凝水与工作液一起流入水箱中，使水位上升，达到要求水位时，液位控制阀自动关闭。冷却器冷却水进出口管线连接到反冲洗水出入口阀，该反冲洗水出入口阀用于在相应的工作位置进行反冲洗工作。
        二、真空严密性差的危害
        汽轮机的真空严密性降低有较多的危害，可以总结为3个大的方面：第一个方面是严密性差会造成较多的空气漏入真空系统，如果水环水环真空泵不能够及时地把空气进行抽取，这就会造成机组的排汽压力与温度不断攀升，从而降低了机组工作效率，严重时还会对机组的正常运行产生安全隐患；第二个方面是尽管水环水环真空泵能够及时抽出漏入的空气，这需要加大水环真空泵的出力，这对电和水是一种较大的浪费；第三个方面是由于严密性差而漏入的空气会导致机组热经济性极度下降，增加了凝结水中的含氧量，从而对相关的低压设备带来一定的氧腐蚀性。真空数值的高低对汽轮机的经济性有着较大的影响，真空越高，那么其排汽压力越低，从而有效焓降数值越大，极大地提高了机组的运行效率。真空越低，那么有效焓降越小，机组的运行效率越低。
        三、汽轮机运行过程中真空度降低的因素
        1.机组负荷的影响
        在汽轮机处于正常运行情况下，机组负荷对真空所造成的影响是比较严重的。如果机组的负荷变得越来越高，汽轮机低压缸的排气量也会随着增加，这样就使空冷岛的热负荷变得比较高，从而使得机组的真空下降。当机组的真空下降到一定值的时候，可以通过降低机组负荷的方式而对机组的真空进行维护。除此之外，如果汽轮机组的高低压加热器不在运行，这部分蒸汽就会进入到空冷岛当中，从而将空冷岛的热负荷增加，机组的负荷最终排入到空冷岛的蒸汽量也会随着增加，使得真空有所下降。相反，如果加热期初与运行当中，机组如果带同样的负荷最终排放到空冷岛当中的蒸汽量就会随之减少，这样会使得真空随之增加。
        2.空冷岛漏入空气量的影响
        当空冷岛当中有空气漏入，由于空气是不会发生凝结的，而且也很难对热量进行传导，这样就会降低空冷岛的换热效果，从而将整个机组的经济性降低。由于空气进入到空冷岛的管道当中，使得整个空冷岛以及系统漏入非常多地空气，因此在对漏点进行查找过程中也会显得比较麻烦。
        3.高压蒸汽疏水的影响
        高压蒸汽疏水之所以会对机组真空造成一定的影响主要就是机组运行过程中会对疏水门无靠，这样就会使得高低压蒸汽直接进入到排气装置当中，从而降低机组的真空。经常遇到的情况就是高压输水阀门在正常运行过程中，由于受到高压蒸汽的长时间冲刷，而没有非常严密的进行关闭，这样在凝汽器当中就会出现非常多的高温高压气体，对于这部分气体而言，虽然流量不是非常大，但是由于呈现出高温高压状态，具有非常高的焓值，使得排气装置的焓值下降非常严重，这样对排气温度就会造成比较严重的影响，使得机组真空大幅度降低下去。

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从这个角度上看，为了确保整个机组运行过程中的经济性，而且确保真空度高，应该对密封堵不是非常高的高压输水阀门安装手动门，这样就可以预防高温高压气体进入到排气装置而对机组的真空造成影响。
        4.温度造成的影响
        在机组处于正常运行情况下，空冷岛受到温度以及风力的影响是比较严重的。如果环境的温度是较高，而且风力较小，空冷岛的换热效果就会变得非常差，与其相对应的低压缸排气温度也会随之增加，使得机组的真空有所下降。当处于夏季时，可以对空冷岛进行物理降温或者是对喷淋装置进行有效应用，这样就可以将空冷岛的温度降低，从而减少机组出现真空的概率。
        5.真空泵处理量的影响
        对于真空泵而言，最主要的任务就是机组在启动的时候对真空环境进行建立，以及在机组运行过程中将真空系统不严密位置所漏入的空气以及没有凝结的蒸汽抽取干净，从而可以对所需要的真空进行维持。真空泵处理的大小可以直接对真空泵抽取空气的能力进行显示，如果真空泵的处理量比较大的，则具有非常强的抽吸能力，这样就可以使得机组维持必要的真空。但能够维持的真空也会变得非常有限。能够对真空泵处理大小影响的因素是非常多的，不仅受真空泵功率因数的影响，而且也会受到真空泵汽水分离器水位以及冷却器的冷却效果的影响。如果真空泵的汽水分离器水位较高，就会使得空气以及不凝结气体的通道变得非常小；相反，如果真空泵汽水分离器的水位较低，就会使得真空泵的处理量变得非常小。
        6.轴封形成的影响
        汽轮机低压轴封蒸汽会通过低压缸轴封齿形，减少环境当中的空气进入到排气装置当中的概率，确保低压缸不会漏入空气时的机组的真空降低。对于低压轴封蒸汽而言，是需要一定的温度以及压力的，当压力处于比较高的状态，会使得轴封蒸汽出现外漏以及内漏情况，如果出现外漏，会对周围环境造成一定的影响，如果出现一定的内漏，也会使得真空出现一定的下降。
        四、解决措施
        1.针对空冷岛漏入空气量的影响从上面的分析可以发现，空冷岛漏入空气具有非常多的点和面，因此需要对漏入点进行查找，然后将其堵死，这样就可以很好地解决问题。
        2.针对各高压蒸汽疏水的影响
        应该将所有的高压蒸汽疏水控制系统的监控能力提升，确保所有的高压蒸汽疏水动作是非常正确的，而且还应该确保整个机组是非常安全的，如果不是遇到非常紧急的情况，可以对高压疏水阀门进行关闭，这样就可以减少高压蒸汽对阀门的长时间冲刷。
        3.主机与小汽机轴封系统异常
        如果主轴密封系统工作不正常，就会导致供给汽轮机的轴封蒸汽压力不够，或者在真空状态下从外部逸出不可冷凝气体。而冷凝的气体保留在冷凝器中会影响热传递，从而导致真空度下降。与此同时，由于真空迅速下降，导致运行中的转子严重收缩，且胀差向负方向变动，这类问题通常都是由轴封蒸汽压力的自动调节和手动设置不当造成的。此时，要对所有的调门进行调节，以便轴封的蒸汽压力恢复正常。如果轴密封是随机分布的，则单独的轴密封允许空气穿透。应调整轴封蒸汽疏水阀门，使蒸汽平均分配到每个轴的垫圈上。这样就能有效避免轴封漏气和系统调整不当的现象。
        结束语
        分析水环真空泵工作原理和真空泵系统工作流程，从工作循环水水面高度、工作循环水温度、水环真空泵组机械故障、循环水系统处理以及主机轴封系统工作不正常、小汽机轴封系统异常等方面，提出了水环式真空泵真空度降低的因素及应对措施。
        参考文献
        ［1］安普亮.邹县电厂600MW汽轮机真空降低的分析与研究［D］.济南：山东大学，2004.
        ［2］沈士一，庄庆贺，康松，等.汽轮机原理［M］.北京：中国电力出版，1998.