抽汽凝汽式机组低真空及解决方法研究

摘 要：凝气设备是凝汽式汽轮机组的一个重要组成部分，它的工作性能直接影响整个汽轮机的安全性、可靠性、稳定性和经济性。而凝汽器真空度是汽轮机运行的重要指标，也是反映凝汽器综合性能的一项主要考核指标。凝汽器的真空水平对汽轮发电机组的经济性有着直接影响，因此保持凝汽器良好的运行工况，保证凝汽器的最有利真空度，是每个发电厂节能的重要问题。而凝汽器内所形成的真空受凝汽器真空、系统严密性状况等因素制约。因此，通过对汽轮机凝汽器真空度下降的原因，找出解决真空度下降的措施。

关键词：背压式汽轮机 抽汽凝汽式汽轮机 低真空

中图分类号：TK26 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）02（c）-0022-01

在常规的抽汽凝汽式火力发电厂中，汽轮机排汽在凝汽器中被冷却而凝结成水，同时循环冷却水被加热，其热量散发至大气或河流中，从而导致汽轮机产生冷源损失。这种冷源损失是造成火电厂循环热效率低的一个主要原因。凝汽器真空的严密性是对机组出力和效率影响很大的一个因素，也是关系到整个机组是否能安全稳定运行的一个重要指标。随着大型超高压、亚临界机组的日益增多，汽轮机真空系统及有关的汽封、疏水系统等影响真空系统严密性的环节增多。为此，提高机组的真空严密性已成为改善机组运行状况，降低发电煤耗的一项重要工作。只有深刻了解到凝汽器真空降低的原因，才能尽快解决真空系严密性的问题。

1 100MW汽轮机真空低的原因及影响因素分析

对于凝汽式汽轮机来讲，如果汽轮机在排汽方面的压力越低，则真空就越高，汽轮机的理想焓降越大，做功能力也就越强。但这并不是越大越好，维持最佳真空为宜。影响真空值大小主要有两方面的因素：凝汽器的湿饱以及蒸汽的压力，其和运行中凝汽器的热力特性等因素有关；而凝汽器中凝结气体的份量，则和真空系统中的空气泄漏量以及真空泵的运行出力等因素相关。针对具体运行的机组，一般情况下，真空均偏低。合理监控汽轮机，进而寻找到真空低的原因。

1.1 循环冷却水量存在不足以及水温的升高对真空带来的影响

循环冷却水在入口的温度如果降低，则凝汽器排汽温度也会随之下降，而工厂在夏季时入口的温度往往会达38 ℃，对凝汽器真空会产生重大影响。根据《火电厂节能工程师培训教材》中介绍的实验数值，真空每降低l%，汽轮机热耗率则会增加0.9～1.8个百分点，若真空降低2%，机器的热耗率则会增加1.72%，对供电煤耗的影响也会增加6.97 g/kW・h[1]。另外，由于凝汽器铜管容易产生结垢，结垢后就会很容易导致被一些杂物所堵塞，这就使得通流面积减小，循环水的通水量下降，这样就会导致汽轮机真空的下降。

1.2 凝汽器真空系统不严密，汽侧泄漏导致积空气

凝汽器汽侧积空气，使空气分压力增大也使传热效率下降。随着空气分压力的增大，提高了氧在凝结水中的溶解度，使凝结水中所含氧的分量增大，这就会加剧其对低压管道和低压加热器的腐蚀度。同时空气的分压力不断升高就使得蒸汽的分压力不断下降，凝结水温度低于排汽压力下对应的饱和温度，引起凝结水过度冷却，使汽轮机在经济性方面降低，还使凝结水中溶氧量得到增加。最后泄漏到凝汽器中过多的不凝结气体滞留在凝汽器中影响气体传出，使空气异常下降，而且，真空下降到某一定值后，漏气量和抽气量达到平衡，因而，真空系统不严密漏气量增多，汽侧泄漏导致积空气。

1.3 真空系统管道与阀门密封不严

在汽轮机运行的过程中发现，如果真空降低到某一特定的数值后，便不再继续下降，可以将这认为是从真空状态的管道、阀门等有不严的地方渗漏入空气所引起的。而此时抽气器的最大抽汽量与漏汽量是相互平衡的，故真空的相对稳定起到维护的作用。此外，汽轮机在运行过程中由于低压抽汽管道或者汽缸结合面法兰不严等都可以导致空气的渗透，对真空也会产生降低作用。当发生这种情况的时候，应尽量维持机组在较高负荷的环境下运行，待对机组进行检修时在对这类缺陷进行处理[3]。

2 解决低真空低系统的方法及措施

2.1 确保汽轮机轴封间隙调整符合标准，减小轴封间的漏气量

尽量保证高压轴封间的漏气量能够降低，这样才能使蒸汽做功能力提高，机组效率得以提升。高压缸后轴封一档漏气以及前轴封二档漏气能够被减小，这就可以降低进入七段抽气的轴封漏气压力及温度，这样机组才可以保持真空状态。适当的调整低压缸前后轴封，这样空气就很难进入低压缸，并提高汽轮机的真空状态。再者就是改造对轴封，减小轴封的漏气。

2.2 确保凝汽器循环水流量及温度适宜

循环水温度受气候和天气的影响很大，这是我们无法改变的。但是我们可以通过改变冷水塔、循环水泵的运行方式来加以弥补。比如，在冬季和初春时节，在循环水入口的水温较低，两循环泵在运行的过程中，可以使凝汽器在运行时维持在最经济的真空状态。随着循环水入口水温的不断升高，汽轮机的真空下降，当水温超过25 ℃的时候，其单台机组的出力以及整体的经济性都将受到影响，这可以通过采用对工业水泵的启用，两循环泵配置一台工业水泵的运行方式可以很大地提高循环水量[4]。实际表明，在夏季多启动一台工业水泵，能够使机组的真空大约增加2%。

2.3 保证真空系统的密封性

在正常运行，轴封供气压力正常情况下，维持压力处于0.025～0.030 MPa之间。真空严密性实验要定期做，确保真空每分钟下降不多于0.006 MPa，尽力保证每分钟的下降不多于0.04 MPa。如果真空系统严密性试验达不到预期目的，则应该安排及时的查漏堵漏。

3 结语

凝汽器真空降低，往往是多种因素共同作用的结果，由于真空系统比较庞大，缺乏系统的严密性。但我们只要不盲目采取仪器进行普查，需要冷静的思考，逐步的排查，缩小范围，采取最得当的措施，就能保持机组的正常运行[5]。对汽轮机的真空度的提高可以使机组更加安全、经济的运行，而且能够使整个电厂的经济效益得到提高，综上所述，应该对100 MW汽轮机真空低进行认真的分析，同时也要及时的研究出解决问题的方法。

参考文献

[1] 郑体宽.热力发电厂[M].北京：中国电力出版社，2001.

[2] 林万超.火电厂热系统节能理论[M].西安：西安交通大学出版社.

[3] 王海霞.100MW汽轮机真空低的原因分析及防治措施[J].内蒙古电力，2008（19）.

[4] 能源部节能司.火电厂节能工程师培训教材[Z].能源部出版社，2009.

[5] 甘肃省电力工业局，河南省电力工业局编.汽轮机设备运行技术[M].中国电力出版社，2008.