银川热电厂汽轮机真空低的原因分析及防治措施

【摘 要】 银川热电厂2台C25—8.83/0.3型汽轮机自投运以来凝汽器真空较长时间低于设计值运行，直接影响机组的经济、安全、长周期运行。保持凝汽器在合理的真空下运行，是提高机组运行的热效率及经济性、降低发电成本的主要措施之一。

【关键词】 汽轮机真空低 分析 措施

1 银川热电厂机组概况

银川热电厂#3、#4汽轮机型号为C25—8.83/0.3型，型式为高压单缸冲动、单抽汽凝汽式；凝汽器型式为二道制表面式，型号为N—2000—1，管材为HSn70—1B，换热面积2000m2，冷却水量5400t/h；抽汽器型号为CS4.18.02型，型式：射水式。银川热电厂的凝汽器进出水室顶部设有排水手动门，利于排出空气，使循环水能充满凝汽器。为了保证凝汽器铜管内清洁，保证传热效果，循环水系统配置有凝汽器胶球清洗装置，主要有胶球室，装球室，收球网等组成。

2 汽轮机真空低的原因分析

2.1 循环冷却水量不足

（1）凝汽器两侧水量分配不均衡，运行中凝汽器两侧循环水温不一致，有时差值达到4℃到8℃。温升大的一侧循环水量较小，当循环水量不足时，汽轮机末级产生的乏汽在凝汽器中被冷却的量将减小，进而使排汽缸温度上升，凝汽器真空下降。造成循环水量不足的原因可能有：循环水泵发生故障；循环水进水间水位低引起循环水泵汽化，使循环水量不足；机组凝汽器两侧的进、出口电动门未开到位，在凝汽器通循环水时，系统内的空气未排完等。

（2）汽轮机凝汽器铜管管板串水，造成凝汽器出水串水，减少了凝汽器的冷却水量，通过分析凝汽器的进出口温度变化可以判断凝汽器管板是否串水。

2.2 凝汽器铜管清洁程度较差

银川热电厂两台25MW机组凝汽器的铜管污垢现象非常严重，使得传热阻力增大，换热效果降低，跟设计值对比热经济性较差，且汽耗率显著增高，影响了机组的正常运行，端差最高的时候达到了二十摄氏度，真空跌至72KPa，导致机组不得不降低负荷保证运行。产生这种现象的主要原因在于：除了真空系统泄漏以外，凝汽器铜管结垢情况严重也是导致这种现象的重要因素。停机检查铜管的最外层是一层粘稠的物质，经过化学检验分析，其成分为藻类的衍生物，而紧贴着管壁的是一层坚硬的污垢，尤其是凝汽器的上部分钢管中比较明显，经分析得出是因为流速慢并且在高温条件下而产生。虽然凝汽器配置胶球清洗设备，但由于收球网和循环水管道之间的缝隙过大造成收球率低，加上胶球清洗系统弯曲管道多、阻力大，导致胶球清洗设备不能正常运行，平均收球率只有百分之六十左右，最低时只有百分之三十。

2.3 循环水温过高

当热电厂的循环冷却水为开式循环，容易受到季节的影响，尤其是在夏天，循环水进口温度升重影响了凝汽器的换热效果。循环水进口温度越高时，吸收的热量越少，蒸汽冷凝温度就越高。冷凝温度的升高会导致排气压力相应提高，并降低蒸汽在汽机内部的焓降，最终使凝汽器内真空下降。循环水的温度越高，从凝汽器内带走的热量就越少，根据相关数据表明，每当循环水温升高5℃时，凝汽器真空就降低1%左右。

当循环供水系统采用的是冷却塔的闭式循环时，水温的冷却主要取决于冷却塔的工作情况。由于水的蒸发和飞溅产生的损失，所以循环水补水量较大，及时补充冷水也是保持冷却塔有效降温的必要方式。所以，在实际操作的过程中，要定期的对冷却塔内的配水槽和分水器进行检查，查看其是否散水正常，是否完整无损，因为这些因素都将直接影响冷却塔的散水均匀性和散热性能。每年清洗和更换填料是降低凝汽器进口水温、提高汽轮机真空的有效途径。通过这种方式，真空可恢复2%至3%，比增大循环水量更为有效。所以说，循环水温对机组真空的影响是非常大的。

2.4 凝汽器汽侧积空气

当出现凝汽器汽侧积空气的现象时，不仅会导致传热恶化，还会使得空气分压力增大，排汽压力升高，真空下降；由于空气分压力增大，增大了氧在凝结水中的溶解度，使凝结水含氧量增大，加剧了对低压管道和低压加热器的腐蚀；由于空气分压力的升高使蒸汽的分压力下降，凝结水温度低于排汽压力下对应的饱和温度，引起凝结水过冷却，使汽轮机的经济性降低，也使凝汽器中的溶氧增加。

3 改进方法与防治措施

3.1 保证循环水量

在冬季、初春季节，由于循环水入口水温较低，可以采用单机单台循环泵运行的方法，使凝结器维持在经济真空运行状态。随着夏季循环水入口水温的不断提高，当水温超过20℃的时候，汽轮机的真空缓慢下降，导致其正常运行受到影响。在这种情况下，可以采用两台机配三台循环泵的运行方式。实践证明，在夏季多启动一台循环泵可使两台机的真空分别增加2%左右。

3.2 做好循环水供水设备的定期检查和维护工作

检修人员要定期对循环水系统的各组成部分进行检查，循环水滤网等部分需要定时的清理，管道中的污垢也要进行清除。在运行中要稍开凝汽器水侧排空气门，让累积在凝汽器中的空气不断的排出，减少系统运行阻力和空气分压力。在检查过程中如果发现凝汽器两侧的水温差别较大的时候应该及时查明原因，并及时进行处理。

3.3 保持凝结器铜管清洁度

运行中必须保持凝结器铜管的清洁程度，防止铜管内污垢积攒，并且在系统运行中要保证循环水清洁，不产生微生物等。同时，要严格控制循环水浓缩倍率和极限碳酸盐硬度不超过规定的标准，可以考虑定期进行凝汽器铜管硫酸亚铁补膜工作。银川热电厂的检修人员在2002年和2003年分别对一期两台机收球网进行了更换，对胶球清洗系统管道进行了改造，目前凝汽器胶球清洗装置已经投运正常，收球率达到85%以上，为提高凝汽器铜管的清洁度打下了坚实的基础。并且，银川热电厂每两年都对凝汽器铜管进行酸洗，但因循环水取自深井，尽管采用了加稳定剂和定期加杀菌剂的办法，但铜管结垢现象仍然存在，直至2013年初，更换为不锈钢管。

4 结语

综上所述，要想严格的对银川热电厂汽轮机真空情况进行控制，就需要在实践中加强对循环冷却水、铜管清洁度、循环水温、凝结器汽侧积空气的控制，定期进行检查和监督，才能有效的将汽轮机真空控制在合适的水平之内，确保热电厂汽轮机的正常运行。

参考文献：

[1]刘爱忠.汽轮机设备及运行.北京：中国电力出版社，2003.

[2]靳智平，林.汽轮机原理及系统.北京：中国电力出版社，2004.

[3]邹玉波.凝汽轮机真空下降的原因分析及预防.热电技术，2004.