汽轮机真空度不足的原因分析及预防措施

　　本文结合汽轮机组的运行经验，对诸多电厂存在的凝汽器真空度不足的问题进行了较为全面、细致的分析，同时广泛介绍了真空度不足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讨。

　　汽轮机真空度是汽轮发电机组一项重要的运行指标，机组运行的经济性和安全性与真空系统的严密性密切相关。因此，在机组运行过程中应注意监视真空值，当真空只发生变化时，尤其是异常降低时，应对机组全面检查，分析引起真空下降的原因，并选择合理的解决方案。

1、凝汽器真空的经济性分析

　　根据热力学知识，机组正常运行时，凝汽器内的排汽压力可由与其对应的饱和蒸汽温度来确定，饱和蒸汽温度计算公式如下：

ts=tw1+δt+△t(1)

△t=tw2-tw1

　　式中ts——凝汽器内排汽压力相对应的饱和蒸汽温度，即排汽温度，℃；

　　tw1——凝汽器进口循环冷却水温度，℃；

　　tw2——凝汽器出口循环冷却水温度，℃；

　　△t——循环冷却水温升，℃；

　　δt——凝汽器传热端差，℃。

　　由式(1)可知，凝汽器排汽温度ts取决于凝汽器进口冷却水温tw1、冷却水温升△t和端差δt。又因凝汽器排汽压力ps是排汽温度ts的单值函数，所以有：

ps=θ(tw1，δt)(2)

　　上式说明，各自变量的数值越小，凝汽器排汽压力ps和排汽温度ts也就越小，排汽压力的降低，增大了蒸汽的理想焓降，使更多的热能在汽轮机中转变的机械能，同时释放给循环水的冷源损失也相应地减小了，从而提高了机组运行的经济性。

2、凝汽器真空下降的特征及原因分析

　　当发现凝汽器真空偏低时，应对机组进行全面检查，确定引起真空下降的原因，再采取相应的处理措施。

　　汽轮机组真空度降低时，经常发生下面一些现象：①排汽温度升高；②真空表指示降低；③机组出现振动。④凝结水含氧量上升；根据引起汽轮机凝汽器真空度下降的原因，大致可以分为内因和外因两种。

　　2.1、凝汽器真空度不足的内部原因

　　2.1.1、后轴封供汽不足或中断

　　后轴封供汽不足或中断，将导致不凝结气体从外部漏入处于真空状态的部位，最后泄漏到凝汽器中，过多的不凝结的气体滞留在凝汽器中影响传热，凝结水过冷度增大，导致真空迅速下降。

　　2.1.2、凝汽器水位升高或满水

　　凝汽器汽侧空间水位过高引起真空下降的原因是：①凝汽器汽侧空间水位升高后，淹没了下边一部分铜管，减少了凝汽器的冷却面积，使汽轮机排汽压力升高即真空降低。②如凝汽器水位升高到抽空气管口高度，则凝汽器真空便开始下降。根据凝结水淹没抽气口的程度，开始真空降低缓慢，以后便迅速下降。

　　2.1.3、低压缸结合面泄漏

　　原因主要有：①汽缸制造、检修、安装质量有问题，汽缸法兰结合面不严或有残余应力存在，机组投运后出现漏汽；②机组启动、停止过程中加减负荷过快，汽缸夹层和法兰加热装置使用不当。

　　2.1.4、法兰、焊缝泄露

　　凝汽器汇集系统中的疏水和不凝结的气体，与之相连的管道设备众多，如出现法兰接合面破损、阀门盘根不严密、水封不能建立、焊口开裂时，均会由这些部位漏入空气，造成真空度下降。

　　2.1.5、凝汽器水侧泄漏

　　凝汽器铜管泄漏，是凝汽器最常遇到的故障之一。凝汽器铜管泄漏，将使硬度很高的冷却水进入凝汽器汽侧，凝汽器水位升高，真空下降，此外还使凝结水质变坏，造成锅炉和其它设备结垢和腐蚀。

　　2.1.6、抽气器或真空泵故障

　　抽气器工作不正常引起真空下降的特征有：循环水出口水温与排汽温度的差值增大；抽气器排气管向外冒水或冒蒸汽；凝结水过循环度增大。其原因有可能是冷却器的冷却水量不足；冷却器内管板或隔板泄漏；喷嘴磨损或腐蚀，使抽气器工作变坏；冷却器水管破裂或管板上胀口松驰或疏水管不通，使抽气器满水，水从抽气器排气管喷出。发生上述情况，应迅速进行处理，启动备用抽气器或真空泵。

　　2.1.7、凝汽器冷却面结垢或腐蚀，传热恶化

　　当凝汽器内铜管脏污结垢时，将影响凝汽器的热交换，使凝汽器端差增大，排汽温度上升，此时凝汽器内水阻增大，冷却通流量减小，冷却水出入口温差也随之增加，造成真空下降。

　　2.2、凝汽器真空度不足的外部原因

　　2.2.1、循环水温升高

　　循环水温度对真空的影响作用明显，当循环水进口温度升高时，其吸收热量就减少，蒸汽冷凝温度就越高，冷凝温度的升高可使排汽压力相应升高，降低蒸汽在汽机内部的焓降，使得凝汽器内真空下降。

　　2.2.2、循环水中断或不足

　　循环水中断会引起真空急剧下降，真空表指示回零。此时应迅速卸掉汽轮机负荷紧急停机。循环水量不足的主要特征是：真空逐步下降；循环水出口和入口温差增大。主要原因有循环水泵出力不足、凝汽器换热管堵塞、循环水出水管路堵塞。

　　2.2.3、凝汽器热负荷过高

　　机组本体及管道等多处疏水均接入凝汽器，疏水阀门不严密会造成蒸汽漏入凝汽器，增加凝汽器换热强度，当循环冷却水量一定或不足时，导致凝汽器真空度下降。

3、凝汽器真空下降的预防措施

　　1、对凝汽器的汽水、水封设备的运行加强监视分析，防止水封设备损坏或水封头失水漏空气。

　　2、加强对循环水供水设备的维护工作，确保循环水设备的正常运行。对冷却水流量和流速进行合理调整。

　　3、提高抽气器工作性能，加强对凝结水泵及射水泵、射水泵抽气器、维护工作，确保其正常运行。

　　4、轴封供汽压力自动、凝汽器水位自动要可靠投用，并加强对凝汽器水位和轴封汽压力的监视。

　　5、低真空保护装置应投入运行，整定值应符合设计要求，不得任意改变报警、停机的整定值。

　　6、对凝汽器的汽水、水封设备的运行加强监视分析，防止水封设备损坏或水封头失水漏空气。

　　7、汽水系统化学补充水接至凝汽器。补充水温度低，吸收排汽热量可降低凝汽器温度。

　　8、坚持定期进行汽轮机真空严密性试验，监视真空系统严密程度。

　　9、加强运行管理，对各参数定时记录，以便分析比较。

结束语

　　影响汽轮机凝汽器真空的因素来自设计、安装、检修、运行管理等诸多方面。需认真监视真空系统严密程度，及时发现问题、查明原因，采取措施予以解决，确保机组的安全经济运行。