汽轮机真空严密性较差的原因分析和解决

摘要：目前我国各电厂中，汽轮机真空严密性偏低是普遍存在的问题，对电厂的机组运行时的安全性和经济性造成了十分巨大的影响。影响汽轮机真空度的因素很多,包括机组负荷、凝汽器的严密性、凝汽器材质、循环水流量、冷却水温度、真空泵出力、疏水系统阀门严密性、冷却塔效率等。其中，凝汽器的严密性对确保汽轮机较高真空度有着至关重要的作用。应针对导致真空度偏低的原因进行具体的分析，从而提出具体的解决措施，有效的保证汽轮机真空系统的真空度。本文首先分析了汽轮机真空严密性差的危害，然后归纳了导致汽轮机真空严密性差的原因，并说明了检查汽轮机真空严密性的技术措施，最后详细探讨提高汽轮机真空严密性的解决对策。

关键词：汽轮机；真空严密性；凝汽器；泄漏；卤素检漏法

Pick to: at present our country each power plant, the steam turbine low vacuum rigor is a common existing problems, and runtime for the power plant unit caused very great influence on the safety and economy. There are many factors affecting vacuum degree of the steam turbine unit load and the rigor of the condenser, condensing equipment quality, circulating water flow, cooling water temperature, vacuum pump output, hydrophobic system valve rigor and efficiency of the cooling tower, etc. Among them, the rigor of the condenser to ensure that the steam turbine is higher vacuum degree has a vital role. Should be aimed at specific analysis the cause of low vacuum degree, and then puts forward the concrete measures and effective guarantee of the steam turbine vacuum degree of vacuum system. This paper first analyzes the difference of the steam turbine vacuum rigor of harm, and then summarizes the cause of difference of the steam turbine vacuum rigor, technical measures and inspection of steam turbine vacuum rigor, finally discusses the countermeasures of improving steam turbine vacuum rigor.

Key words: steam turbine; Vacuum rigor; The condenser; Leakage; Halogen leak detection method

中图分类号：F416.61文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)

汽轮机真空严密性差的危害

（一）降低发动机功率

凝汽式汽轮机组功率同蒸汽流量和理想焓降成正比。低真空运行时，由于真空降低，压升高使理想焓降减少，在进汽量和效率不变的情况下，将使发电机功率降低。

（二）降低汽轮机组效率

真空严密性差时，漏入真空系统的空气较多，射水抽气器或水环真空泵不能够将漏入的空气及时抽走，机组的排汽压力和排汽温度就会上升，这无疑要降低汽轮机组的效率，增加供电煤耗，并可能威胁汽轮机的安全运行，另一方面，由于空气的存在，蒸汽与冷却水的换热系数降低，导致排汽与冷却水出水温差增大。

（三）造成机组事故

低真空运行时，由于背压提高，排汽温度升高，汽缸膨胀量增大，从而改变了通流部份的动静间隙，使机组容易发生动静碰磨，造成机组事故停机。

导致汽轮机真空严密性降低的原因分析

（一）凝汽器的故障

在汽轮机组的组成部分中，凝汽器作为其重要的一部分，一旦凝汽器出现故障，则会直接导致真空的下降。

凝汽器中形成真空的成因是，由于汽轮机的排汽被冷却成凝结水，其比容急剧缩小。如蒸汽在绝对压力 4kPa 时，蒸汽的体积比水容积大 3万多倍。当排汽凝结成水后，体积就大为缩小，使凝汽器汽侧形成高度真空，它是汽水系统完成循环的必要条件。正是因为凝汽器内部为极高的真空，所以所有与之相连接的设备都有可能因为不严而往凝汽器内部漏入空气，加上汽轮机排汽中的不凝结气体，如果不及时抽出,将会逐渐升高凝汽器内的压力值，真空下降，导致蒸汽的排汽焓值上升，有效焓降降低，汽轮机蒸汽循环的效率下降。有资料显示，真空每下降 1kPa，机组的热耗将增加 70kJ/kW，热效率降低 1.1%。射水抽气器或水环真空泵的作用就是抽出凝汽器的不凝结气体，以维持凝器的真空。

（二）抽气器或真空泵出现故障

循环水出口水温与排气温度的差值增大；抽气器排气管向外冒水或者冒蒸汽；凝结水循环度增大等都将导致真空下降。可能是由于冷却水不足或者是冷却器内管板或者隔板泄露，出现凝结水短路流出的现象；冷却水管破裂；喷嘴磨损或者腐蚀导致抽气器损坏都将引起真空下降。

（三）循环冷却水的进水温度高

根据实践分析，循环水温升高 5℃，真空降低 1％，冷却水塔的工作状态决定水温冷却的状况，必须及时补充冷水，引起循环冷却水进水温度高的主要原因有：

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。

2、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。

3、循环冷却水的用量不足也会造成真空降低。

4、当凝汽器两侧的通水量分配不均时，也会造成真空降低。

5、凝汽器一侧积累空气以及抽气器的抽气能力不足时，都会造成凝汽器真空降低。

（四）虹桥破坏

一旦虹桥破坏，凝汽器进水压力将会升高，而出水压力则变成零，在进水温度相同，同负荷的情况下，凝汽器出水温度升高排气温度增加，真空下降。面对这一现象，比例立即关闭出水口，开启侧空气门，观察真空的变化，在排除空气后调整出水门的位置，使真空回升，避免两侧同时进出。

（五）轴封供汽中断

轴封供气中断其原因可能是轴封压力调整器失灵，调节阀芯脱落，当轴封供气中断后外界冷空气会进入后汽缸内，造成真空下降。若是轴封压力调整器失灵应切换为手动，开启轴封调节器的旁路阀门，立即检查除氧器是否满水，如若满水，则迅速降低其水位，倒换轴封的备用汽源。

检查汽轮机真空严密性的技术手段

（一）泄漏点查找方法的选择

凝汽器真空严密性差的问题是一个比较复杂的问题，目前在实际工作中已摸索出了几种行之有效的查漏方法。它们是:灌水查漏、火烛法、卤素查漏法、超声法、氦质谱查漏仪。火烛法和肥皂水沫法只能用来确定大量漏气的漏点，且费时费力、准确性差，是通过观察蜡烛火焰摇曳情况，来确定漏气位置。另外，火烛法会威胁到氢冷发电机组的安全，不适合该类机组对凝汽器真空的查漏。

卤素检漏法的不足之处是响应时间长，检漏仪的敏感元件如长时间处于浓度较高的卤素气体中易产生中毒效应。超声波检漏法具有速度快、响应及时、检测方便等优点，但要求检测员具有丰富的经验，排除复杂的背景超声，且其精度只与泡沫检漏法相当。虽然氦质谱检漏仪可靠、灵敏度高，但是也有其局限性，在不明真空泄漏的情况下进行查漏，需将阀门套及法兰保温拆除，工作量很大，有时也难以取得预期的效果。

（二）在运行中采取灌水查漏

此法用于布置在地面以下的负压管道，如低压加热器至凝汽器的疏水管，给水泵密封水的重力回水至凝汽器管道。

（三）停机后真空系统灌水查漏

真空系统查漏必须在机组停运后，高、中压缸金属温度均低于150℃以下方可进行。循环泵、凝结水泵全部停运前，要确认低压缸的排汽温度低于50℃。凝汽器注水前，在凝汽器底部接出一根透明水管，用来观察凝汽器内水位的高度，灌水高度一般在低压轴封洼窝以下100mm处。另外，凝汽器注水查漏前，汽缸本体、抽汽管道、再热蒸汽冷热段等的疏水及其它进入凝汽器的疏水要畅通30min以上。凝汽器注水查漏时，关闭以上疏水门，防止冷水进入高温管道及冷气进入汽轮机造成汽缸上、下温差超限。

提高汽轮机真空严密性的对策

（一）加强凝汽器安装过程的质量检查，保障其正常使用

凝汽器安装过程中加强质量检查，确保冷却管涨口完好、空冷区包壳不漏焊，冷却管涨接完成后进行灌水查漏，灌至冷却管以上100mm，24小时后仔细检查。对于其热负荷过高可以将疏水系统加分流管道及阀门或直接接至电厂的疏水扩容器或疏水箱，以降低凝汽器的热负荷。并且可以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，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。

另外，冷却管内的沉积淤泥需要定期进行清理，通常可以在机组在临时维修时使用水力机械进行清洗，最好清洗之间的间隔不超过三个月，这样可以有效的增加机组运行时的经济性。

（二）对经常泄漏的汽封或轴封系统进行改造

选用一些密封结构良好、长期运行后磨损轻微的汽封，如蜂窝式汽封、侧齿汽封等更换梳齿式汽封块等传统汽封，可使密封效果有显著提高。对供汽压力不能协调匹配，在运行中出现顾此失彼的高、低压轴封，可采用在轴封套上半部增加轴封进、出汽管，以提高轴封套上半部轴封压力，进而提高了轴封密封效果，防止漏真空。根据压力匹配原则，可对小汽机轴封送汽改为由主机的低压轴封母管供汽，而原有的汽源作为备用。同时在前轴封进汽管道上加装手动门，达到轴封进汽自动调节和手动控制。低压缸中分面的泄漏，可采用新型耐高温密封胶条。

（三）提高运行管理质量

凝汽器和冷却塔对于真实度有着直接的影响，所以要定期对其运行时的性能进行维护和管理，详细的记录下运行时的参数，定期对这部分参数进行测量记录，这样更利于进行有效的分析和管理工作，同时要保证冷却塔时刻处于最佳的状态。

结语

综上，随着电厂的快速发展，电厂运行效率的提高对电厂运行的经济性有着直接的影响，而提高电厂运行效率的最关键一个环节则时确保机组的真空度，同时凝汽器真空也是影响机组运行的关键因素，所以我们应该在平时不断的积累经验，加大对机组真空系统精密性的研究工作，从而有力的提高机组运行时的真空度，从而有效的减少机组运行时的煤耗，提高电厂的经济效益，并实现电厂社会效益的最大化。

参考文献

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