凝汽器真空的重要性及其保持

范智勇，张国民，贺改玲，王东亮，黄付强

（河南煤业化工集团 鹤煤公司煤化工甲醇厂，河南 鹤壁 458000）

汽轮机是利用蒸气做功的一种旋转式原动机，具有热效率高，输出功率大，结构简单，运行安全可靠，调速方便，振动少，噪音少，防暴等优点，因而被广泛应用于电力、石油、化工等行业，作为发电机，压缩机，给水泵等大型动设备的原动机。

蒸气在汽轮机内主要进行两次能量转化，使汽轮机对外做功。第一次能量转化是热能转化为动能，中压蒸汽经过喷嘴静叶栅后压力降低，通过产生高速气流而实现内能转化为动能；第二次能量转换时动能转化为机械能。高速蒸气的冲击力施加给动叶片使叶轮高速旋转，并传递力矩，通过汽轮机轴输出机械功，完成动能到机械功的转换。

1 真空重要性

汽轮机内作过功的乏气离开汽轮机末端后进入凝汽器，凝汽器内的列管内流通着由冷凝液循环泵提供的冷却介质，将汽轮机内排出的乏气凝结为水。由于蒸气凝结为水时，在体积上发生了骤然缩小的变化，使原来由蒸气充满的凝汽器封闭空间内形成了真空。为保持所形成的真空，抽汽器不断将漏入凝汽器的空气抽出，以防不凝结气体在凝汽器内积累增多，从而使凝汽器压力上升。集中在凝汽器底部和热井中的凝结水，通过凝结水泵送往脱盐水回收单位，作为锅炉给水循环使用。

我们知道,提高汽轮机工作时蒸气的初始参数和降低蒸气的终压都能提高循环的热效率，随着蒸气终压的降低蒸气的可用焓降得以增加，同时，乏气温度也相应降低，因此，传给冷却介质的热量也减少，热量损失减少，这样就使循环的热效率在其他条件不变的情况下相应提高。

2 常见故障及处理办法

凝汽器是凝汽式汽轮机的重要组成部分，其工作性能直接影响到整个装置的热经济性和运行可靠性，在凝汽式汽轮机运行时，经常会遇到凝汽系统真空下降的问题，影响系统真空的因素是多方面的，当发现真空下降时根据现象查明原因，采取相应措施及时处理，下面是运行中常见的故障及其处理方法。

2.1 凝汽器冷却水中断

运行中真空表指示回零，冷却循环水回水管侧压力急剧降低，汽轮机排气温度急剧升高，此时应迅速降掉汽轮机负荷，并投用备用冷却水源。当真空降低到最低允许值时进行故障停机。由于冷却水中断使凝汽器超过正常温度时，应当停机并关闭冷却水入口阀门，等到凝汽器冷却到50℃以下时，方可向凝汽器送水，否则，将因急剧冷却造成冷凝器换热管胀接口松动泄漏。

2.2 凝汽器冷却水量不足

真空逐步降低，冷却水出口和入口温度差增大，由于引起冷却水量不足的原因不同，还有其不同的特征，因此，要分别判断并解决。

2.2.1 凝汽器冷却水进出口压差增大，冷却水泵出口和凝汽器进口冷却水压均增高，喷水池喷水高度降低，则可断定是凝汽器内管板堵塞，此时可采用停机清扫或停止凝汽器一半（双流道式凝汽器可用）进行清扫处理。

2.2.2 凝汽器冷却水进出口压差减少，冷却水泵出口和凝汽器出口循环水压均增高，喷水池喷水高度降低，则可断定是凝汽器冷却水出口部分堵塞，如出口阀未全开或喷水池喷嘴堵塞等，此时可以全开出口阀以及清理喷水池喷嘴。

2.2.3 对排水利用虹吸作用的系统，若此时凝汽器中流体阻力减小，同时表现出凝汽器出口冷却水真空降低，则可断定是排水虹吸作用被破坏[3]。如排水管中聚集空气或排水管插入虹吸进水面太少，这时应用冷却水系统的辅机抽气器恢复出口处真空，并迅速消除引起虹吸作用破坏的原因。

2.2.4 冷却水泵供水量减少，泵入口真空表指示的吸入高度增大，出口压力不稳有噪声和冲击声，此时应根据真空降低情况降低负荷，并迅速消除缺陷。

2.3 凝汽器液位过高

凝汽器中凝结水液面超出热井水位计上限，淹没部分冷凝管，减少了凝汽器的冷却面积，使部分作过功的乏气不能及时冷凝成液体，从而使真空缓慢下降，当严重时如水位升高凝结水进入抽气管，则真空迅速下降，抽气器排气管冒水。水位过高同时会使凝结水过冷度增加，造成水位过高的原因有：（1）凝结水泵故障：泵出口侧压力降低，电机电流减少等，此时应启动备用凝结水泵，停下故障水泵；（2）冷却水管破裂或管子与管板结合不严密，循环水漏入凝汽器汽侧，造成凝结水水质变坏。对于双流道凝汽器可降低负荷，停下一凝汽器，寻找并堵死漏水的管子；（3）备用凝结水泵出口止逆阀损坏，水从备用泵倒流回凝汽器内，处理更换止逆阀；（4）正常运行中误将凝结水再循环阀门开大，将其恢复至正常阀位。

2.4 凝汽器冷却面积垢

汽轮机排气温度与冷却水出口温度的差值增大：抽气器抽出的蒸气空气混合物温度增高，凝汽器内流体阻力增大。作真空严密性实验证明抽气器漏气并未增加，其主要原因是冷却水水质不良，可以改善水质，当积垢过多，真空过低时，就必须停机进行清洗。

2.5 真空系统不严密

漏入凝汽器汽侧的空气量增多，抽气器超负荷工作引起真空下降。真空下降时，短时间关闭抽气器的空气阀门，时间小于1min，若抽气器真空升高而凝汽器真空继续下降，则表明真空降低是由于漏入空气量增加所致。负荷降低时真空下降，负荷升高时真空又恢复正常，一般真空降低是由于汽轮机排汽端连接管道的接合面漏气引起的。真空系统可能发生漏气的地方很多，诸如排汽端与接管法兰，接管焊口，排汽安全阀，疏水阀，阀门，接口等，可根据具体泄露点采取不同方法予以消除。

2.6 轴封蒸汽调整不当

轴封蒸汽压力过低，大量空气从汽轮机轴端吸入而引起真空下降，可以重新调整轴封蒸汽压力，以汽轮机两端上升管有连续不断的少量蒸汽冒出为宜。

2.7 抽气器工作不正常

抽气器是将漏入凝汽器内的空气和蒸汽中的不凝汽气体连续不断的抽出，保持凝汽器始终在高度真空下运行，抽气器运行状态的优劣，影响凝汽器真空度的大小。

（1）抽气器驱动蒸气参数远远偏离正常值，使抽气器效率降低，联系低压蒸气管网，尽快恢复蒸气参数。

（2）抽气器凝汽器的疏水器故障或疏水旁路阀未关，此时可以调整其旁路阀或者更换疏水器。

（3）抽气器冷却器列管堵塞或冷凝液中断或冷却器水管破裂，冷却器满水如二级满水，排气管会有汽水混合物排除。如果是冷凝液中断，可及时调整冷凝液泵以及向冷却器供水的阀门的开度，如果确定是冷却器列管堵塞或者破裂，则可停机处理。

（4）抽气器工作不正常，喷嘴堵塞，喷嘴接头垫片纰漏或抽气器系统有泄漏，此时应切换至备用组抽气器，并检查喷嘴，抽气系统查漏消漏。

3 结论

通过以上分析可知，凝汽器的真空度对凝汽式汽轮机装置的效率、功率有重大影响，而在凝汽器日常运行维护中及时排除所发现的故障及隐患，检测好真空度才能使凝汽器在最佳真空状态下运行。