凝汽式汽輪機(jī)真空度降低的原因及分析處理措施探討

凝汽式汽輪機(jī)真空度降低的原因及分析處理措施探討

【摘要】凝汽式汽輪機(jī)的真空度高低與機(jī)組的運(yùn)行安全、穩(wěn)定性存在著直接的關(guān)聯(lián)性。在電廠凝汽式汽輪機(jī)實際工作運(yùn)行中，經(jīng)常出現(xiàn)汽輪機(jī)真空度效果不佳的狀況，造成汽輪機(jī)的運(yùn)行穩(wěn)定性與運(yùn)行效率的降低，電廠的經(jīng)濟(jì)效益受到了直接性影響。基于此，本文就對影響凝汽式汽輪機(jī)真空度降低的原因進(jìn)行深入分析與探討，并依據(jù)分析結(jié)果，提出解決凝汽式汽輪機(jī)真空度降低問題的具體處理措施，為確保機(jī)組經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供可靠保證?！娟P(guān)鍵詞】凝汽式汽輪機(jī);凝汽器;真空度;措施一直以來，汽輪機(jī)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和安全性會受到汽輪機(jī)凝汽器真空高低的直接影響。汽輪機(jī)真空高，排汽壓力低，有效焓降較大，被循環(huán)水帶走的熱量越少，機(jī)組的效率越高，當(dāng)凝汽器內(nèi)漏入空氣后，降低了真空，有效焓降減少，循環(huán)水帶走的熱量增多。凝汽器真空低，同時也會導(dǎo)致保護(hù)工作的出現(xiàn)，直接引發(fā)機(jī)組跳閘現(xiàn)象。為此,筆者通過對凝汽式汽輪機(jī)真空度降低原因的分析,提出了處理的具體措施，具體介紹如下。1、凝汽器真空的成因凝汽器中形成真空的成因是，由于汽輪機(jī)的排汽被冷卻成凝結(jié)水，其比容急劇縮小。如蒸汽在絕對壓力4kPa時，蒸汽的體積比水容積大3萬多倍［1］。當(dāng)排汽凝結(jié)成水后，體積就大為縮小，使凝汽器汽側(cè)形成高度真空，它是汽水系統(tǒng)完成循環(huán)的必要條件。正是因為凝汽器內(nèi)部為極高的真空，所以所有與之相連接的設(shè)備都有可能因為不嚴(yán)而往凝汽器內(nèi)部漏入空氣，加上汽輪機(jī)排汽中的不凝結(jié)氣體，如果不及時抽出，將會逐漸升高凝汽器內(nèi)的壓力值，真空下降，導(dǎo)致蒸汽的排汽焓值上升，有效焓降降低，汽輪機(jī)蒸汽循環(huán)的效率下降2、汽輪機(jī)真空嚴(yán)密性差的危害真空度是凝汽式汽輪機(jī)的一個重要運(yùn)行參數(shù),當(dāng)真空度降低時,機(jī)組的排氣溫度會升高,這不但會影響機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性,而且對機(jī)組的安全也有很大影響。汽輪機(jī)真空嚴(yán)密性差的危害主要表現(xiàn)在以下幾個方面:(1)真空嚴(yán)密性差時，漏入真空系統(tǒng)的空氣較多，真空泵不能夠?qū)⒙┤氲目諝饧皶r抽走，機(jī)組的排汽壓力和排汽溫度就會上升，降低了汽輪機(jī)組的效率，增加供電煤耗，并可能威脅汽輪機(jī)的安全運(yùn)行。另一方面，由于空氣的存在，蒸汽與冷卻水的換熱系數(shù)降低，導(dǎo)致排汽與冷卻水出水溫差增大。

凝汽器真空度降低,汽輪機(jī)的排汽壓力升高,排汽溫度上升,被循環(huán)水帶走的熱量明顯增加蒸汽在凝汽器中的冷源損失增大,機(jī)組的熱效率明顯下降。汽輪機(jī)排汽溫度升高較多時,將使排汽缸及低壓軸承等部件受熱膨脹,機(jī)組變形不均勻,這會引起機(jī)組中心偏移,可能發(fā)生振動。此外,排汽溫度過高時,可能引起凝汽器銅管的脹口松弛,破壞凝汽器的嚴(yán)密性,甚至引起循環(huán)水短路。凝汽器真空度降低時,機(jī)組的負(fù)荷也將減少,甚至達(dá)不到額定負(fù)荷。要維持機(jī)組負(fù)荷不變,需要增加主蒸汽流量,這時末級葉片可能超負(fù)荷。當(dāng)真空度降低到一定程度而要維持生產(chǎn)負(fù)荷時,蒸汽流量就會不斷增大,這時機(jī)組的軸向推力將增大,推力軸承溫度升高,嚴(yán)重時可能燒損。如果機(jī)組的設(shè)計余量較小,則即使機(jī)組在滿負(fù)荷的情況下,也達(dá)不到生產(chǎn)的設(shè)計要求。(4)當(dāng)漏入真空系統(tǒng)的空氣雖然能夠被及時地抽出，但需增加真空泵的負(fù)荷，浪費(fèi)廠用電及工業(yè)用水。(5)由于漏入了空氣，導(dǎo)致凝汽器過冷度過大，系統(tǒng)熱經(jīng)濟(jì)性降低，凝結(jié)水溶氧增加，可造成低壓設(shè)備氧腐蝕。3、汽輪機(jī)凝汽器真空低的原因分析（1）真空系統(tǒng)的空氣滲漏。當(dāng)凝汽器真空系統(tǒng)之中存在空氣滲入的時候，一般包含兩種方式：其一，機(jī)組真空系統(tǒng)本身不夠嚴(yán)密。其二，隨著蒸汽，空氣一起進(jìn)入到凝汽器。另外，給水加熱器、汽軸封、低壓缸等都會對凝汽器真空度管道帶來影響。（2）循環(huán)冷卻水的原因。其一，冷卻水進(jìn)口溫度。當(dāng)條件一致，冷卻水進(jìn)口溫度偏低，那么就會降低排汽溫度，所以，也能保持一定的真空水準(zhǔn)。其二，冷卻水量。在汽輪機(jī)負(fù)荷以及冷卻水溫度不改變的情況下，通過冷卻水量的增加，就可以對冷卻水的溫度進(jìn)行有效的降低，確保換熱的實際效果。（3）凝汽器端差的影響。端差會將凝汽器熱交換情況直接反映出來，其主要是關(guān)聯(lián)到凝汽器銅管表面的清潔度，也就是銅管的傳熱越強(qiáng)，其端差越小。（4）真空系統(tǒng)真空泵工做出力不足，會影響真空泵抽吸能力，降低凝汽器真空。所以，就需要合理的控制真空泵的工作水流量及溫度，滿足正常的抽吸，確保真空的正常。4、解決凝汽式汽輪機(jī)真空度降低問題的具體處理措施4.1提高真空系統(tǒng)的嚴(yán)密性在停機(jī)的階段，需要做好灌水檢漏，直接實現(xiàn)漏汽點(diǎn)消除；按照負(fù)荷的實際變化，對汽輪機(jī)的軸封壓力進(jìn)行調(diào)整；經(jīng)常性的檢查負(fù)壓系統(tǒng)的閥門，避免出現(xiàn)泄漏的問題。機(jī)組運(yùn)行可以選擇通過氦氣檢漏儀的方式做好查漏處理。4.2改善軸封系統(tǒng)針對軸封系統(tǒng)，做好相對應(yīng)的改造，這樣才可以解決軸封汽外冒的現(xiàn)象，并且也可以將軸封汽的壓力進(jìn)行合理調(diào)整，最終避免出現(xiàn)低壓軸封泄漏，而影響真空的情況出現(xiàn)。4.3清洗受熱面冷卻面結(jié)垢對于真空度會產(chǎn)生一種逐漸積累并增強(qiáng)的影響，結(jié)垢之后會增大對換熱的效果帶來影響。所以在機(jī)組停運(yùn)的時候，也需要及時沖洗水室和銅管，并且強(qiáng)化換熱效果。4.4清洗凝汽器根據(jù)對凝汽器系統(tǒng)的檢查,其管束和管板積垢嚴(yán)重。因此,采用高壓水槍對整個凝汽器的管束進(jìn)行逐個清洗,清除其上的灰塵、泥沙、腐蝕產(chǎn)物等雜質(zhì)。以降低管程循環(huán)水的流通阻力,提高傳熱系數(shù),改善凝汽器的冷卻效果。4.5降低冷卻水溫對于提升真空度來說，降低凝汽器的進(jìn)口冷卻水溫度是有效的途徑之一?？紤]到飛散或者是蒸發(fā)，冷卻補(bǔ)充用水偏大，及時的補(bǔ)充，才可以有效的進(jìn)行降溫。另外，對于冷卻塔的分配管也需要定期的檢查，確保出水的順暢性，保證填料層沒有任何泥垢存在。4.6循環(huán)水泵的經(jīng)濟(jì)調(diào)度通過冷卻水量的改變，就可以改變吸熱量。如，在每一臺機(jī)組配置2臺相同型號的高低轉(zhuǎn)速循環(huán)水泵，基于冷卻循環(huán)倍率的要求和不同的季節(jié)和機(jī)組功率變化來進(jìn)行水量的調(diào)節(jié)，通過可切換循環(huán)泵的轉(zhuǎn)速調(diào)整，可以滿足真空度以及節(jié)電的要求。5、加強(qiáng)檢查維護(hù)，做好預(yù)防工作在采取有效措施解決現(xiàn)存問題的基礎(chǔ)上，還應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對各項設(shè)備的日常檢修維護(hù)工作，最大限度預(yù)防真空下降事故的發(fā)生。例如，加強(qiáng)對循環(huán)水供水設(shè)備、凝結(jié)水泵、真空泵等設(shè)備的日常檢修與維護(hù)，加強(qiáng)對凝結(jié)器水位、軸封壓力狀況、汽輪機(jī)真空系統(tǒng)、冷卻塔熱力性能的監(jiān)測、監(jiān)視工作，投入低真空保護(hù)裝置，加強(qiáng)對凝汽器內(nèi)銅管及水側(cè)的清潔疏通工作等。借助日常的檢查與維護(hù)，能夠及時有效發(fā)現(xiàn)問題并采取措施予以解決，同時也能夠消滅問題發(fā)生的隱患，為設(shè)備與機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行打下良好基礎(chǔ)。

結(jié)語總而言之，在實際的運(yùn)行中，汽輪機(jī)真空系統(tǒng)發(fā)揮了關(guān)鍵性作用，其運(yùn)行好壞直接關(guān)系到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和安全運(yùn)行，所以，確保系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性格外關(guān)鍵。在實際運(yùn)行中，真空系統(tǒng)故障發(fā)生進(jìn)程相對緩慢，難以發(fā)現(xiàn)，所以需要增強(qiáng)檢查力度，找準(zhǔn)安全隱患，進(jìn)而處理故障，降低事故發(fā)生的概率。針對真空度降低的問題，需要查明原因，及時的處理，才能滿足機(jī)組安全性的要求?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】[1]李春.機(jī)械清罐技術(shù)研究與應(yīng)用[J].中