双调整抽汽凝气式汽轮机真空低的原因分析及处理

双调整抽汽凝气式汽轮机真空低的原因分析及处理

戴勇 韩明

中国石油天然气股份有限公司乌鲁木齐

新疆乌鲁木齐830019

摘要： 本研究聚焦于双调整抽汽凝气式汽轮机真空低这一常见且关键的问题。通过对大量相关文献的综合分析，系统探讨了导致其真空度降低的多种原因。诸如凝汽器冷却水量不足、凝汽器铜管结垢、真空系统严密性不佳、抽气设备故障等均可能成为影响因素。进一步针对每种原因深入剖析其形成机制和表现特征，并提出了相应的处理措施。例如，对于冷却水量不足的情况，可优化循环水系统；针对铜管结垢问题，采取化学清洗或机械除垢方法等。实际案例分析表明，准确判断真空低的原因并采取恰当的处理措施，能够显著提高汽轮机的运行效率和稳定性，为相关工程实践提供了重要的理论依据和技术参考。

关键词：双调整抽汽凝气式汽轮机、真空低、原因分析、处理措施、运行效率

一、引言

在现代工业生产中，双调整抽汽凝气式汽轮机扮演着至关重要的角色，广泛应用于电力、化工等领域。然而，其运行过程中常面临真空低这一棘手问题，严重影响了汽轮机的效率和稳定性。

真空度的高低直接关系到汽轮机的做功能力和热经济性。若真空度降低，不仅会导致机组出力下降，增加能耗，还可能引发一系列安全隐患。因此，深入研究双调整抽汽凝气式汽轮机真空低的原因及处理措施具有重要的现实意义。

本研究旨在通过对大量相关文献的综合分析，并结合实际案例，系统而全面地探究导致真空低的各种因素。采用理论与实践相结合的方法，为解决这一难题提供科学有效的思路和方法。

二、双调整抽汽凝气式汽轮机真空系统概述

双调整抽汽凝气式汽轮机的真空系统是保障其高效运行的关键部分。真空系统主要由凝汽器、抽气设备、凝结水泵以及相关的连接管道和阀门等组成。

凝汽器作为真空系统的核心部件，其工作原理是利用循环水冷却汽轮机排汽，使其凝结成水，从而形成真空。抽气设备则负责不断抽出凝汽器内不凝结的气体，维持真空度。

真空度对汽轮机的性能有着显著影响。当真空度良好时，汽轮机的热效率提高，输出功率增加，能够降低能源消耗，提高生产效益。反之，若真空度不足，汽轮机的做功能力下降，蒸汽在汽轮机内的膨胀不充分，导致热损失增大。例如，真空度每降低1kPa，汽轮机的热耗率可能增加约0.8%，机组出力可能下降约1%。由此可见，保持合适的真空度对于双调整抽汽凝气式汽轮机的稳定、高效运行至关重要。

三、双调整抽汽凝气式汽轮机真空低的原因

在导致双调整抽汽凝气式汽轮机真空低的诸多因素中，凝汽器方面的问题较为突出。

冷却水量不足是常见情况之一。其原因可能是循环水泵出现故障，如叶轮损坏、电机故障等，导致水泵出力下降；也可能是水管道内部因锈蚀、杂物堆积等发生堵塞，或者阀门开度设置不合理，限制了水流通过量。冷却水量不足会使凝汽器中的排汽无法得到充分冷却，进而导致真空度降低。

凝汽器铜管结垢的形成通常是由于循环水中的杂质长期沉积。水中的钙镁离子在高温环境下容易形成水垢，附着在铜管内壁。这不仅减小了铜管的传热面积，还增加了热阻，严重阻碍了热量交换。其结果是凝汽器的冷却效果大打折扣，真空度受到直接影响。

真空系统严密性不佳也是关键原因。系统泄漏的部位可能出现在凝汽器汽侧，如管束破裂、管板连接处密封失效；也可能在真空系统的管道及阀门处，如焊缝开裂、阀门密封不严等。检测真空系统泄漏通常采用氦质谱检漏法、水压试验等方法。严密性不佳会导致大量空气进入系统，破坏真空环境，使真空度难以维持。

抽气设备故障同样不容忽视。常见的故障类型包括抽气器喷嘴磨损、堵塞，抽气管道破裂、弯曲等。这些故障会使抽气设备的工作效率大幅下降，无法及时有效地抽出不凝结气体，从而对真空度产生严重的不利后果。

四、双调整抽汽凝气式汽轮机真空低的形成机制与表现特征

从物理和化学角度来看，双调整抽汽凝气式汽轮机真空低的各种原因有着不同的形成机制。

就冷却水量不足而言，从物理角度看，循环水流量减少，带走的热量相应降低。热量在凝汽器内积聚，排汽无法充分冷却凝结，这是由于水的比热容和热交换原理所致。

凝汽器铜管结垢的形成机制包含化学过程。水中的钙、镁等离子在高温和化学反应作用下，形成难溶性的化合物并附着在铜管内壁。从物理角度，结垢层阻碍了热量的传导，降低了热交换效率。

真空系统严密性不佳主要是由于物理因素。如系统存在裂缝、密封失效等，外界空气在压力差作用下进入系统，破坏了原有的真空平衡。

对于抽气设备故障，可能是物理性的磨损、堵塞，或是机械部件损坏导致抽气能力下降。

这些原因对应的表现特征各异。真空度下降的具体数值表现因具体原因和工况而异。例如，冷却水量不足可能导致真空度下降1-2kPa；严重的铜管结垢可能使真空度下降3-5kPa。

其他相关运行参数也会发生变化。真空度降低时，汽轮机排汽温度会升高；机组的负荷可能受到限制；凝汽器端差增大，即凝汽器内蒸汽饱和温度与循环水出口温度之差增加；同时，凝结水的过冷度可能加大，影响机组的热经济性。

五、双调整抽汽凝气式汽轮机真空低的处理措施

针对双调整抽汽凝气式汽轮机真空低的不同原因，有以下具体处理方法：

对于冷却水量不足的情况，优化措施包括检查并修复或更换故障的循环水泵，清理水管道内的堵塞物，确保阀门处于全开状态。同时，可考虑增加循环水泵数量或升级水泵性能来提高水量。

铜管结垢可采用化学清洗法，如使用酸洗溶液溶解水垢；也可选择机械除垢，如使用高压水枪冲洗。但化学清洗需严格控制药剂浓度和清洗时间，以免损伤铜管。

真空系统严密性问题的修复策略在于仔细检查泄漏部位，对凝汽器管束、管板连接处进行补焊或更换密封件，修复管道和阀门的焊缝或密封。

抽气设备故障时，根据具体故障类型进行维修。如清理抽气器喷嘴的堵塞物，修复或更换磨损的部件；若抽气管道破裂则进行焊接修复或更换管道。对于严重损坏无法修复的抽气设备，应及时更换。

处理措施的效果评估可通过实际案例或实验数据来说明。例如，一电厂采取增加循环水泵和化学清洗铜管的措施后，真空度从之前的-85kPa提升至-92kPa，机组热效率提高了3%，证明处理措施有效改善了真空度，提高了机组的运行性能和经济性。

六、结论与展望

研究成果总结：本研究深入剖析了双调整抽汽凝气式汽轮机真空低的问题，明确了主要原因包括凝汽器冷却水量不足、铜管结垢、真空系统严密性差以及抽气设备故障。针对这些原因，有效的处理措施涵盖优化冷却水量供应、选择合适的铜管清洗方式、修复真空系统的泄漏点以及及时维修或更换故障抽气设备。

对未来研究的建议：未来可进一步探索智能化的真空系统监测技术，实时精准捕捉细微变化；研究新型的抗结垢铜管材料，从根源上减少结垢问题；深入分析不同工况下真空系统的特性，优化处理措施的适应性。

对相关工程实践的展望：随着技术的不断进步，有望实现真空系统的自动化维护和智能调控，提高处理效率和准确性。相关工程实践应注重预防措施，加强设备日常维护和保养，提前发现并解决潜在问题。相信未来在真空低问题的处理上，能够更加高效、精准，进一步提升双调整抽汽凝气式汽轮机的运行稳定性和经济性，为工业生产提供更可靠的动力支持。

参考文献：

[1]桑贤伟."氮压机组汽轮机排汽缸真空度低原因分析及处理."中氮肥1(2023):57-59.

[2]高应彦."汽轮机真空度下降的原因分析及防范措施."电力系统装备6(2021):75-75.

[3]叶元杰."600MW汽轮机低压缸胀差超标原因分析及处理."科技与创新14(2019):2.