提高凝汽器真空度的措施

　　汽轮机凝汽器运行时存在真空度下降，排汽温度和压力升高的问题，因此从人、料、法、环、测几个方面，排除了引起汽轮机真空值低的因素，运用头脑风暴法，从设备上分析引起汽轮机凝汽器真空低的原因。按“5W1H”的原则，制定对策解决汽轮机凝汽器真空度低的问题。经过3个月的运行，汽轮机凝汽器真空平均值由-0.078MPa上升到-0.083MPa，实现了提高汽轮机凝汽器真空度的目标。

　　凝汽设备是凝汽式汽轮机装置的重要组成部分之一，它在热力循环中起着冷源作用。凝汽设备主要作用有两个方面：一是在汽轮机排汽口建立并维持高度真空;二是保证蒸汽凝结并供应洁净的凝结水作为锅炉给水。由此可见，作为主要的辅助设备，凝汽器的正常运行对电厂的安全、正常运行起着很大的作用。

　　降低汽轮机排气的压力和温度，可以提高循环热效率。降低排汽参数的有效办法是将排汽引入凝汽器凝结成水。凝汽器运行的好坏直接影响汽轮机组运行的安全性与经济性。对凝汽器运行的要求主要是能保证达到要求的真空度、减少凝结水过冷度和保证凝结水品质合格。某热电厂(二厂) #6汽轮机组系北京汽轮机厂生产的型号为CC50-8.83/0.98/0.196 单缸、高压、双抽冷凝式、带二次可调及三段不可调抽汽式汽轮机组，自2011 年1 月以来，该#6 汽轮机凝汽器的真空开始出现恶化，2011年1-3月，6号汽轮机凝汽器真空平均值最大为-0.079MPa，最小为-0.077MPa， 三个月平均真空值为-0.078MPa，小于《运行检修规程》规定的凝汽器真空度平均值不低于-0.082MPa，机组负荷只能带36MW，排汽温度高达45℃，真空下降，排汽温度和压力升高，严重威胁机组的安全经济运行。见图1。

1、凝汽器真空下降的危害

　　(1) 凝汽器真空下降，排汽压力升高，若要维持机组负荷不变，则应增大汽轮机的进汽量，从而引起轴向推力增大以及叶片过负荷。同时可能引起末级叶片过热和不正常的振动。

　　(2) 凝汽器真空下降，排汽温度相应升高。若排汽温度过高，使排汽缸受热膨胀，与低压缸一体的轴承被抬高，机组中心线偏移，破坏转子中心线的自然垂弧，引起机组强烈振动。

　　(3) 凝汽器真空下降，排汽温度大幅度升高时，凝汽器铜管因受热膨胀使胀口松动，使冷却水漏入凝汽器侧空间，导致凝结水质恶化。

　　(4) 真空下降，将使机组出力减少，效率降低。

图1 2011年1-3月6号凝汽器真空值统计图

2、凝汽器真空下降的原因分析

　　2.1、真空系统严密性差

　　近代亚临界和超临界参数机组，对锅炉给水品质要求更为严格。尽管凝汽器在装配过程中都要做泵水试验，以保证凝汽器的密封性，但在运行中，空气不可避免地少量漏入凝汽器的真空系统内。这种泄漏将直接影响机组的安全性和经济性。

　　在做与真空系统有关的安全措施的过程中，当真空系统阀门关不严密的因素存在时，凝结器真空缓慢下降，造成的原因可能是处于负压区的设备或阀门有空气被拉入凝结器内，使真空缓慢下降。

　　汽机检修人员检查了机组后汽缸薄膜安全阀，机组负压侧管路法兰、阀门，凝汽器热井疏水门、抽气门等，同时对凝结泵入口门盘根进行了检查，未见泄露。真空严密性较好。

　　2.2、循环水温度高

　　新疆地区夏季气候炎热干燥，使循环水温超过机组设计水温，造成机组真空低出力下降。运行人员采取排放热水，冷却塔补生水的方式降温，又受到厂区排污量限制导致循环水降温效果不明显，机组真空下降。

　　调查发现，在夏季，循环水温度最高可达36 ℃ ～45 ℃ ，超过机组设计水温，只有通过开大冷却塔补水来降温，但塔的排放只有溢水管和底部排水口。只有将塔里的水排出，生水才能补进降温。但通过溢水管排水是非常不经济的，它排出的是冷却过的凉水，只有从上塔水排水才是最有效的。锅炉工业回收水出口在#6机凝汽器甲侧出水管道上，在此上塔，也可作为冷却塔补水，温度在28 ℃ 左右，可以考虑将此水直接补进#6机循环泵入口，给#6机凝汽器降温。

　　2.3、汽轮机轴封压力不正常

　　在机组启动过程中，当轴封压力低时，汽轮机高、低压缸的前后轴封会因压力不足而导致轴封处倒拉空气进入汽缸内，使汽轮机的排汽缸温度升高，凝结器真空下降。而造成轴封压力低的原因可能是轴封压力调节伐故障、轴封供汽系统上的阀门未开或开度不足。

　　热工检修人员检查了机组负压侧管路阀门、压力表、水位计、压力变送器活结、排污门等，未见泄漏。

　　2.4、射水抽气系统工作不良

　　在汽轮机机组运行过程中，由于季节的变化或是其它因素使射水池的水温升高，在抽气器的喷嘴处可能会发生汽化现象，从而使抽气工作失常，凝结器中的不能凝结气体不能及时排出，导致真空下降。造成射水池水温上升的原因可能是夏季环境温度影响，或热力系统内有热源排入射水池内，使水温升高。

　　运行人员经过检查和切换试验，射水抽气系统基本工作正常。仅是因为夏季射水箱水温较高，加入生水后水温仍然达34 ℃ ，超过射水抽气器设计用水温度的26 ℃ ，使射水抽气器效率下降，抽空气能力降低。可以考虑技改射水箱溢水管路，将射水箱溢水引一路至工业排水渠，射水箱水温较高时，可通过此管路排放热水，射水箱可以多加入生水降低水温，改善射水抽气器工作状态，提高机组真空。

　　2.5、凝汽器铜管脏污、结垢、堵塞

　　二厂凝汽器8年未清洗，铜管结垢较多，管材通流面淤泥沉积结垢，致使流通面光洁度变差，使冷却水流经凝结器冷却管道时的流动阻力增大，循环水流速减慢，循环水流量减少，对流换热效果变差。同时#6机循环泵进口暗渠在最末端，一些大的杂物和填料容易冲到此处堵塞凝汽器，影响换热。进入凝汽器的热量多，进入凝汽器的热水、热气管道不严密，导致进入凝汽器的热量多，引起真空下降。

3、凝汽器真空下降改进措施

　　3.1、对循环水管道进行技改

　　(1) 在#6机凝汽器甲侧出水(上塔水) 管道与热网排污管道连接处加三通。

　　(2) 装DN200调节阀门。

　　(3) 热网排污管道上再增加DN200阀门，隔断去热网管道。

　　(4) 从锅炉工业回收水流向6号机凝汽器甲侧出水(上塔水) 管道，引入一条ϕ 133mm 管道，流入循环泵进口，作为补充水

　　(5) 从甲侧循环水出口，另引一条ϕ 219mm管道进入排污井，降低水温。

　　(6) 循环泵坑排污泵出口管道由DN80改为DN100，阀门由DN50更换为DN65，增加排水量。实施效果确认：改进前，循环水温度最高达45℃，改进后，温度降至28℃左右，达到了运行规程规定的温度。

　　3.2、凝汽器铜管清洗，加装反冲洗阀门装置

　　(1) 用打压机对凝汽器铜管人工清洗。

　　(2) 在凝汽器甲乙侧进口管段处装DN200阀门，用来对凝汽器反冲洗。

　　实施效果确认：改进前，凝汽器铜管堵塞严重，致使流通面光洁度变差，改进后，凝汽器铜管流通面积增大。

4、效果检查

　　通过对凝汽器真空下降的技术改造，凝汽器真空逐渐上升，机组得以正常运行，真空已达到-0.083MPa以上。

5、效益

　　(1) 经济效益：根据凝汽器真空度提高1%，煤耗降低1.97g/(kWh)。技改后，凝汽器真空由活动前的0.086MPa上升至活动后的0.083MPa，真空度提高了6.4%。该机组是50MW机组，每天发电1200000kWh， 共节约煤炭15.1t， 按180 元/t 计算，每天节约发电成本2723元。

　　(2) 社会效益： 技改后， 每天节约煤炭15.1t，换算成标煤是10.78t，每吨标煤可排放二氧化碳2.5t，由此可知，每天可减少二氧化碳排放26.96t。

6、结论

　　通过对汽轮机凝汽器的真空度降低问题的解决，通过仔细观察分析，并对影响凝汽器真空下降的几个原因进行技改，彻底解决了某厂二厂#6机真空下降的缺陷。使机组得以正常、经济、安全运行。同时为火力发电厂解决类似问题积累经验：

　　(1) 注意监视真空泵密封水温度发现密封水温度接近汽轮机排汽温度时，应及时清理冷却器，尤其是在水质较脏的涨水季节，应增加清洗次数;

　　(2) 在真空泵冷却器密封水冷却水入口加装滤网，防止冷却器堵塞。提高凝汽器真空度，保证机组正常、安全、经济的运行。