汽輪機真空度缺陷的原因分析及預防措施

汽輪機真空度缺陷的原因分析及預防措施本文結(jié)合汽輪機組的運行經(jīng)驗，對諸多電廠存在的凝汽器真空度缺陷的問題開展了較為全面、細致的分析，同時廣泛介紹了真空度缺陷的主要特征及查找方法，就如何提高真空度作了一些有益的探討。

汽輪機真空度是汽輪發(fā)電機組一項重要的運行指標，機組運行的經(jīng)濟性和安全性與真空系統(tǒng)的嚴密性密切相關(guān)。因此，在機組運行過程中應注意監(jiān)視真空值，當真空只發(fā)生變化時，尤其是異常降低時，應對機組全面檢查，分析引起真空下降的原因，并選擇合理的解決方案。1、凝汽器真空的經(jīng)濟性分析

根據(jù)熱力學知識，機組正常運行時，凝汽器內(nèi)的排汽壓力可由與其對應的飽和蒸汽溫度來確定，飽和蒸汽溫度計算公式如下：

ts=tw1+δt+△t(1)

△t=tw2-tw1

式中ts——凝汽器內(nèi)排汽壓力相對應的飽和蒸汽溫度，即排汽溫度，℃；

tw1——凝汽器進口循環(huán)冷卻水溫度，℃；

tw2——凝汽器出口循環(huán)冷卻水溫度，℃；

△t——循環(huán)冷卻水溫升，℃；

δt——凝汽器傳熱端差，℃。

由式(1)可知，凝汽器排汽溫度ts取決于凝汽器進口冷卻水溫tw1、冷卻水溫升△t和端差δt。又因凝汽器排汽壓力ps是排汽溫度ts的單值函數(shù)，所以有：

ps=θ(tw1，δt)(2)

上式說明，各自變量的數(shù)值越小，凝汽器排汽壓力ps和排汽溫度ts也就越小，排汽壓力的降低，增大了蒸汽的理想焓降，使更多的熱能在汽輪機中轉(zhuǎn)變的機械能，同時釋放給循環(huán)水的冷源損失也相應地減小了，從而提高了機組運行的經(jīng)濟性。2、凝汽器真空下降的特征及原因分析

當發(fā)現(xiàn)凝汽器真空偏低時，應對機組開展全面檢查，確定引起真空下降的原因，再采取相應的處理措施。

汽輪機組真空度降低時，經(jīng)常發(fā)生下面一些現(xiàn)象：①排汽溫度升高；②真空表指示降低；③機組出現(xiàn)振動。④凝結(jié)水含氧量上升；根據(jù)引起汽輪機凝汽器真空度下降的原因，大致可以分為內(nèi)因和外因兩種。

2.1、凝汽器真空度缺陷的內(nèi)部原因

2.1.1、后軸封供汽缺陷或中斷

后軸封供汽缺陷或中斷，將導致不凝結(jié)氣體從外部漏入處于真空狀態(tài)的部位，最后泄漏到凝汽器中，過多的不凝結(jié)的氣體滯留在凝汽器中影響傳熱，凝結(jié)水過冷度增大，導致真空迅速下降。

2.1.2、凝汽器水位升高或滿水

凝汽器汽側(cè)空間水位過高引起真空下降的原因是：①凝汽器汽側(cè)空間水位升高后，淹沒了下邊一部分銅管，減少了凝汽器的冷卻面積，使汽輪機排汽壓力升高即真空降低。②如凝汽器水位升高到抽空氣管口高度，則凝汽器真空便開始下降。根據(jù)凝結(jié)水淹沒抽氣口的程度，開始真空降低緩慢，以后便迅速下降。

2.1.3、低壓缸結(jié)合面泄漏

原因主要有：①汽缸制造、檢修、安裝質(zhì)量有問題，汽缸法蘭結(jié)合面不嚴或有殘余應力存在，機組投運后出現(xiàn)漏汽；②機組啟動、停止過程中加減負荷過快，汽缸夾層和法蘭加熱裝置使用不當。

2.1.4、法蘭、焊縫泄露

凝汽器聚集系統(tǒng)中的疏水和不凝結(jié)的氣體，與之相連的管道設備眾多，如出現(xiàn)法蘭接合面破損、閥門盤根不嚴密、水封不能建立、焊口開裂時，均會由這些部位漏入空氣，造成真空度下降。

2.1.5、凝汽器水側(cè)泄漏

凝汽器銅管泄漏，是凝汽器最常遇到的故障之一。凝汽器銅管泄漏，將使硬度很高的冷卻水進入凝汽器汽側(cè)，凝汽器水位升高，真空下降，此外還使凝結(jié)水質(zhì)變壞，造成鍋爐和其它設備結(jié)垢和腐蝕。

2.1.6、抽氣器或真空泵故障

抽氣器工作不正常引起真空下降的特征有：循環(huán)水出口水溫與排汽溫度的差值增大；抽氣器排氣管向外冒水或冒蒸汽；凝結(jié)水過循環(huán)度增大。其原因有可能是冷卻器的冷卻水量缺陷；冷卻器內(nèi)管板或隔板泄漏；噴嘴磨損或腐蝕，使抽氣器工作變壞；冷卻器水管破裂或管板上脹口松馳或疏水管不通，使抽氣器滿水，水從抽氣器排氣管噴出。發(fā)生上述情況，應迅速開展處理，啟動備用抽氣器或真空泵。

2.1.7、凝汽器冷卻面結(jié)垢或腐蝕，傳熱惡化

當凝汽器內(nèi)銅管臟污結(jié)垢時，將影響凝汽器的熱交換，使凝汽器端差增大，排汽溫度上升，此時凝汽器內(nèi)水阻增大，冷卻通流量減小，冷卻水出入口溫差也隨之增加，造成真空下降。

2.2、凝汽器真空度缺陷的外部原因

2.2.1、循環(huán)水溫升高

循環(huán)水溫度對真空的影響作用明顯，當循環(huán)水進口溫度升高時，其吸收熱量就減少，蒸汽冷凝溫度就越高，冷凝溫度的升高可使排汽壓力相應升高，降低蒸汽在汽機內(nèi)部的焓降，使得凝汽器內(nèi)真空下降。

2.2.2、循環(huán)水中斷或缺陷

循環(huán)水中斷會引起真空急劇下降，真空表指示回零。此時應迅速卸掉汽輪機負荷緊急停機。循環(huán)水量缺陷的主要特征是：真空逐步下降；循環(huán)水出口和入口溫差增大。主要原因有循環(huán)水泵出力缺陷、凝汽器換熱管堵塞、循環(huán)水出水管路堵塞。

2.2.3、凝汽器熱負荷過高

機組本體及管道等多處疏水均接入凝汽器，疏水閥門不嚴密會造成蒸汽漏入凝汽器，增加凝汽器換熱強度，當循環(huán)冷卻水量一定或缺陷時，導致凝汽器真空度下降。3、凝汽器真空下降的預防措施

1、對凝汽器的汽水、水封設備的運行加強監(jiān)視分析，防止水封設備損壞或水封頭失水漏空氣。

2、加強對循環(huán)水供水設備的維護工作，確保循環(huán)水設備的正常運行。對冷卻水流量和流速開展合理調(diào)整。

3、提高抽氣器工作性能，加強對凝結(jié)水泵及射水泵、射水泵抽氣器、維護工作，確保其正常運行。

4、軸封供汽壓力自動、凝汽器水位自動要可靠投用，并加強對凝汽器水位和軸封汽壓力的監(jiān)視。

5、低真空保護裝置應投入運行，整定值應符合設計要求，不得任意改變報警、停機的整定值。

6、對凝汽器的汽水、水封設備的運行加強監(jiān)視分析，防止水封設備損壞或水封頭失水漏空氣。

7、汽水系統(tǒng)化學補充水接至凝汽器。補充水溫度低，吸收排汽熱量可降低凝汽器溫度。

8、堅持定期開展汽輪機真空嚴密性試驗，監(jiān)視真空