300 MW机组启动过程中低真空的原因分析

徐新果

（浙能绍兴滨海热电有限责任公司，浙江绍兴312073）

300 MW机组启动过程中低真空的原因分析

徐新果

（浙能绍兴滨海热电有限责任公司，浙江绍兴312073）

浙能绍兴滨海热电有限责任公司1号机组在A级检修结束后的启动过程中，出现由于真空低而不得不停机检查的情况。通过检查、分析，查明了造成真空低的原因，有针对性地采取了措施，保证了机组的正常启动和安全、经济运行。

启动过程；凝汽器；真空低；原因分析；结冰

1 经过

浙能绍兴滨海热电有限责任公司1号机组为300 MW亚临界机组，汽轮机为哈尔滨汽轮机厂制造的C280/N300-16.7/538/538型抽汽凝汽式汽轮机。2013年1月7日，1号机组A修后进入启动阶段，21∶23，启动2台水环式真空泵对凝汽器进行抽真空。从21∶23启动真空泵到22∶36，凝汽器真空以约1 kPa/min的速度上升，22∶36之后真空上升的速度比较缓慢，最后停留在80.24～80.41 kPa，经多方调整无效，真空值不再上升。

针对1号机组凝汽器真空值达不到要求的情况，对可能影响凝汽器真空的各种原因，组织技术人员进行分析。

1.1 真空泵运行情况

检查真空泵情况，真空泵电流正常（250～255 A），现场检查真空泵振动情况、运转声音、冷却水情况等均正常。

1.2 真空系统泄漏

（1）现场检查：检查真空泵进口管道情况，对真空泵进口管道的所有法兰和接口进行听、摸检查及包保鲜膜，均未发现漏气现象；对真空系统进行全面检查，也未发现漏点。另外，在机组启动前也曾进行凝汽器压水查漏，所有可疑的漏点均已处理。

（2）数据分析：凝结水泵出口凝结水溶氧维持在51 μg/L左右，没有明显突变情况；真空泵电流250～255 A，与正常运行时基本一致。检查轴封系统各参数，均无异常。

（3）检查真空泵气水分离器排气口的排气情况：如果真空系统有漏空气的情况，当凝汽器真空稳定在某一个数值时，说明漏入凝汽器的空气量与通过真空泵排到大气中的空气量形成了一个动态平衡。而通过真空泵排到大气中的空气，都会由真空泵气水分离器排气口排出。检查确认真空泵气水分离器排气口的排气量非常微小，与正常运行的2号机组的真空泵没有明显区别。

1.3 真空泵进口管道堵塞

每台真空泵进口管道上都有电动隔离阀、气动隔离阀、滤网和逆止阀各1只，只要其中任何一个地方卡涩或堵塞，都会影响真空泵的正常工作。由于抽真空初期启动了2台真空泵运行，现场检查真空泵运行情况正常、真空泵气水分离器排气口的排气情况正常。因此，可排除真空泵进口电动隔离阀和气动隔离阀卡涩或堵塞的可能。因此重点分析真空泵进口逆止阀和滤网是否有卡涩或堵塞现象。

1月8日4∶20左右，巡检汇报1号A和1号B真空泵进口逆止阀处的外管壁上疑有结霜现象。经现场确认，2台真空泵进口管道外壁确有结霜，最严重的地方是真空泵进口逆止阀处的管段。用点温枪测量真空泵进口管段外壁温度，最低处温度为-8℃，厂房内环境温度2℃。因此，确认影响1号机组真空的原因为真空泵进口滤网处结冰，从而造成真空泵进口管路堵塞。

采取各种手段对真空泵进口管段进行加热，但凝汽器真空一直没有升高。06∶02，1号机组停止启动，破坏真空，停机检查。

2 检查情况

根据真空泵进口管道结构分析，真空泵进口电动阀与真空泵进口气动阀之间装有一片孔状滤网板，从管道外壁的情况看也是该处结霜最严重，分析该处结冰造成真空泵进口堵塞的可能性最大。松开孔状滤网板的法兰螺栓、拆开滤网后，发现该处有严重的结冰情况。抽出孔状滤网板后，发现在孔状滤网板的进汽侧还附有一层很细的不锈钢丝滤布，如图1所示。

图1 真空泵进口滤网示意

3 原因分析

1号机组配有2台水环式真空泵，真空泵系统如图2所示。

图2 真空泵系统

当刚刚启动真空泵开始抽真空时，由于凝汽器内充满空气和水蒸汽的混合气体，从凝汽器经过真空泵进口滤网到真空泵的汽流流量比较大、流速比较高。而在真空泵进口的孔状滤网板前，还附有一层80目的不锈钢钢丝滤布，由于滤布的网孔很小，对流经该滤网的汽流产生了较大的阻力，使滤网前后产生了较大的压差。真空泵进口管道真空分布曲线如图3所示。

图3 真空泵进口管道真空分布

当凝汽器开始抽真空后，汽轮机的轴封汽也开始投入，部分疏水或热水、热汽也开始进入凝汽器内，凝汽器内的温度从真空泵启动初期的5℃，逐渐上升到35℃左右。然而，由于当时环境温度很低，从凝汽器至真空泵的管道外壁温度只有约2℃。因此，从凝汽器内抽出的混合汽，在经过温度较低的管道时，部分水蒸汽会冷凝成水滴，大部分水滴又随着汽流向真空泵流动。在经过真空泵进口滤网时，部分水滴粘附在滤网和滤布的表面，进一步加大了滤网的阻力。

由于2台水环式真空泵本体部分的工作情况是正常的，真空泵进口能产生很高的真空度。冬季工况下，1号机组2台水环式真空泵进口的真空值约为98.8 kPa。而真空泵启动运行后，泵体及泵进口部位的温度会迅速升高。冬季工况下真空泵运行半小时后，真空泵的泵体温度就可达到30℃左右。而98.8 kPa真空下水的饱和温度（如表1所示为8.6℃），在相应真空下高于饱和温度的水就会蒸发成水蒸汽。因此，由于真空泵进口滤网前后存在较大压差，使水在滤网前后呈现2种状态。在滤网前的水呈不饱和状态，而滤网后的水呈饱和或过热状态。而且，在滤网前后的压差及抽汽汽流带动等因素共同作用下，不断有水滴从不饱和水区域被带到饱和水或过热蒸汽区域。同时，不断有水从液态变为气态，而发生这种变化最剧烈的地方就是真空泵进口滤网处。

表1 水蒸汽饱和温度压力对照

由于当时厂房内的环境温度很低，只有2℃，真空泵进口滤网处管壁的原始温度与环境温度相当。当滤网上的水从液态变为气态时，需要吸收大量的气化潜热。因此，在滤网上的水滴或水膜不断变成水蒸汽的过程中，滤网及其周边的管壁温度被不断地降低，局部区域的温度降至0℃以下（外管壁上测得的最低温度为-8℃）。由于在真空泵工作范围内，真空泵进口处的水的结晶温度约为0℃。因此，当滤网及其周边的管壁温度低于冰点温度时，粘附在滤网和滤布上的一部分水滴就变成了冰。

随着水滴持续地在滤网周围冷却并结成冰决，滤网处的流通面积不断减小，汽流通过滤网的阻力不断增大，从而造成恶性循环，使凝汽器真空值不能进一步提升。

当滤网上的结冰情况越来越严重，滤网的通流面积越来越小时，凝汽器真空快速下降。

4 处理情况及效果

不锈钢滤布是基建时为防止异物进入真空泵而装设的。滨海热电厂1号、2号机组分别于2011年6月和10月投产，本次为2台机组首次在寒冬季节启动，因此，真空泵进口滤网对机组启动的影响，以前并未暴露。

考虑到真空系统异物进入真空泵的可能性较小，钢丝网滤布已经没有继续装设的必要。除去钢丝滤布、取出真空泵进口管段内的冰块后，装复孔状滤网板。

1月8日10∶07启动1台真空泵进行抽真空，11∶00 1号机凝汽器真空91.3 kPa。在随后进行的汽轮机组冲转、带负荷过程中，凝汽器真空维持在95.0 kPa以上，机组及真空系统运行正常。

5 结语

影响凝汽器真空的原因有很多，滨海热电厂1号机组启动过程中真空低的主要是由低温环境与真空泵进口不锈钢滤布阻力较大等综合因素引起的。在查明原因、消除隐患后，保证了机组的顺利启动和正常运行。

（本文编辑：徐晗）

下期要目

●浙江电网变电设备在线监测装置的问题分析及应用

●高压电缆状态监测技术在杭州地区的应用

●500 kV智能变电站扩建继电保护投入方案

●大型核电机组接入电网的稳定性研究

●基于EPON通信网络配网保护与控制方案的实践

●宁波电网抗冰灾的启示及反思

●基于总体协调满意度的水火电力系统多目标短期优化

●基于本地缓存技术的电网GIS性能优化方法研究

●500 kV架空地线金具发热的分析与对策

●220 kV同塔四回线路带电作业经验探讨

Cause Analysis on Low Vacuum during Startup of 300 MW Units

XU Xin guo
（Zhejiang Zheneng Shaoxing Binhai Thermal Power Company Limited，Shaoxing Zhejiang 312073，China）

Units 1#of Zheneng Shaoxing Binhai Thermal Power Company Limited had to be shut down due to low vacuum during startup after grade A overhaul.Through examination and analysis，the causes for low vacuum are detected，and pertinent measures are taken.Therefore，normal startup，safety and economical operation of units are guaranteed.

startup process；condenser；low vacuum；cause analysis；icing

TK267

：B

：1007-1881（2013）10-0041-03

2013-05-14

徐新果（1975-），男，浙江永康人，助理工程师，主要从事发电厂运行管理工作。