分析凝汽器真空低的原因及对机组的影响

分析凝汽器真空低的原因及对机组的影响

车福禄

（京能（锡林郭勒）发电有限公司内蒙古锡林郭勒盟026000）

摘要：凝汽器真空低会影响机组带负荷能力，过低时甚至会导致机组被迫停机，直接影响机组的安全性和经济性，因此控制机组在最佳真空值运行是火力发电厂重要节能项目之一。本文主要针对间接空冷凝汽式汽轮机真空低原因、对机组产生影响进行分析，反复思考和讨论，提出了几点有效的控制措施，为同类型机组真空控制提供参考和借鉴。

关键词：真空；最佳真空；背压；排汽压力；排汽温度；循环水；凝汽器

0引言

京能五间房煤电一体化项目2×660MW汽轮机采用超超临界、中间一次再热、单轴、三缸二排汽、九级非调整回热抽汽、间接空冷凝汽式汽轮机。汽轮机额定设计背压9.0kPa，设计冷却水供水温度30.0℃，最高冷却水供水温度51.5℃，设计压力0.75MPa，循环倍率50，循环水水质为除盐水；凝汽器形式为单背压、单壳体、对分双流程、表面式，循环水量59782m3/h，凝汽器冷却面积42000m2，凝汽器传热端差应＞2.8℃，凝汽器正常水位±76mm；每台机组配置2台100%容量的水环真空泵，机组正常运行时，2台真空泵并联运行，应能保证维持凝汽器的设计背压稳定，1台运行，1台备用，极限真空≤3.3kPa；主辅机间冷塔采用二合一配置，每台机组配置2台50%容量的主机循环水泵，机组运行过程中两台并列运行。

1凝汽器真空降低对机组的影响

1.1凝汽器真空对机组经济性的影响

通常情况下，凝汽器真空降低时将导致机组经济性下降，使供电煤耗升高。据估算所得机组真空每下降1kPa，将影响供电煤耗升高2.6g/kw.h；真空每降低1%，将会使机组耗汽率增加3%左右；同时真空降低会使排汽压力升高，可用焓降减少，不经济，同时使机组出力降低。

1.2凝汽器真空对机组安全性影响。

机组真空下降后会使排汽的容积流量减小，对末几级叶片工作不利。一方面会在末级叶片处可能会产生脱流及旋流，在叶片的某一部位产生较大的激振力，甚至可能损坏叶片，造成事故；另一方面，会使汽轮机的轴向推力增加。凝汽器真空下降会使排汽温度过高，引起凝汽器冷却水管胀口松弛，破坏严密性，同时排汽温度升高，也会使排汽缸及轴承座受热膨胀，引起机组轴系中心变化，产生振动。

凝汽器真空降低后会使凝结水含氧量增加，加速凝结水系统管道、低压加热器，阀门和除氧器等设备的腐蚀速率，严重时进入锅炉导致氧化皮脱落，腐蚀物堵塞水冷壁、过再热器管子，造成超温爆管等危险。

2凝汽器真空降低的原因

2.1凝汽器真空系统的严密性较差影响

机组正常运行过程中由于系统不严密，避免不了少量空气漏入真空系统内，一旦漏入空气，真空将会降低，排汽温度升高，端差增大。间接式空冷系统导致真空不严密的部件主要有真空破坏阀误开启或关闭不严，凝汽器本体部件泄漏、安装表计位置泄漏等。

2.2汽轮机轴封供汽压力低影响

轴封供汽压力低时，高、低压缸前后轴封压力会因压力不足而导致轴封处漏气，使排汽温度升高，凝汽器真空下降。造成轴封压力低的原因可能是轴封供汽调整门失灵或前后截门误关，或低压供汽分门误关，吸入空气导致真空下降。

2.3凝汽器热井水位升高影响

凝汽器管束泄漏或者误补水使热井水位升高后，会淹没凝汽器换热管束，降低凝汽器换热效果，导致热量不能被循环水及时带走，蒸汽凝结较慢，使排汽压力、排汽温度升高，真空下降。

2.4凝汽器循环冷却水入口水温影响

夏季环境温度高或间冷塔调整不当，凝汽器入口水温较高时，或者高于设计值时，凝汽器传热温差变小，排汽温度升高，真空下降。

2.5背压影响

冬季遇有极寒天气、大风天气等恶劣气候时，为了防止间接空冷塔防冻，需要控制循环水温和机组背压较高，导致机组真空下降。

2.6凝汽器冷却水量

主机凝汽器循环冷却水量较低时，也是导致凝汽器真空低的另一个原因。由于机组正常运行过程中两台主机循环泵同时并列运行才能达到设计流量，没有备用泵，当凝汽器结垢严重、冷却水温高或循环水滤网脏污堵塞时，很有可能因流量不足的原因影响机组真空。

2.7机组热负荷影响

当机组凝汽器蒸汽流量异常增加，或者大量高温高压疏水瞬时排入凝汽器时，可能会导致凝汽器热负荷瞬间增加，影响机组真空。

2.8水环真空泵影响

当水环式真空泵工作水温高、故障停运且备用真空泵未启动或者倒转时，无法维持和建立真空，降导致机组真空下降。

3提高凝汽器真空的措施

3.1保证真空系统严密性合格

经常检查真空系统机械连接位置是否有漏真空现象，定期做真空严密性试验，根据试验数据进行分析、确定系统是否存在泄漏。重点检查法兰、阀门、测量表计及管道连接焊口位置的严密性。

3.2保证凝汽器受热面和间冷塔换热器的清洁

随着机组运行时间增长，我们应重点检查凝汽器管束表面和间冷塔翅片管束有无杂物和脏堵现象，及时清理，保证换热面清洁，提高换热效率。

3.3保证循环水温度和循环水量在适宜值

当机组工况发生变化时，及时调节循环水泵出力，增加流量，确保冷却水流量供应充足；按要求及时开启大百叶窗或者增投部分扇区运行，使循环水温满足机组符合要求，提高机组真空。

3.4维持凝汽器水位在正常值范围

当凝汽器水位异常升高时，检查凝结水系统是否故障，凝补水系统有无误补水现象，或者判断是否为凝汽器泄漏导致，及时确定水位高的原因，排除故障，维持凝汽器正常水位范围。

3.5保证轴封供气压力

轴封供汽压力应随着机组负荷变化而变化，当满足自密封条件时，检查供汽调门关闭，溢流阀自动开启；当发现轴封供汽压力异常降低时，及时检查轴封汽源供应是否出现问题，及时检查恢复轴封压力。

3.6保证水环式真空泵运行正常

机组启动和运行期间，水环式真空泵不能长时间停运，正常运行过程中，工作水温不应过高，否则影响水泵出力，及时清扫水环式真空泵换热器，保证换热效果。

4.结语

真空系统涉及设备和系统较多，我们要对各设备进行实时监视，及时调整和维护，确保良好的运行状态。为维持机组在最佳真空值，熟练掌握影响机组真空因素和加强学习调整手段是生产运行工作至关重要的一个环节。

参考文献：

[1]赵志广300MW机组高负荷时真空低分析与对策黑龙江电力2011（5）

[2]万菊平300MW机组凝汽器真空低的原因分析华电国际莱城电厂2012（9）

[3]华北电力设计院有限公司京能五间房煤电一体化项目汽机设备技术协议2015