凝汽器真空度下降原因分析及预防措施

杨树敏

（淮南洛河发电厂，安徽 淮南232008）

凝汽器真空度是汽轮机运行的重要指标，也是反映凝汽器综合性能的一项主要考核指标。凝汽器的真空水平对汽轮发电机组的经济性有着直接影响，保持凝汽器良好的运行工况，保证凝汽器的最有利真空；是每个发电厂节能的重要内容。而凝汽器内所形成的真空受凝汽器传热情况、真空系统严密性状况、冷却水的温度、流量、机组的排汽量及真空泵的工作状况等因素制约。

汽轮机凝汽器真空度下降的主要特征有：排汽温度升高；凝结水过冷度增加；真空表指示降低；凝汽器端差增大；机组出现振动；在调节汽门开度不变的情况下，汽轮机的负荷降低。

汽轮机凝汽器真空度下降原因分析。引起汽轮机凝汽器真空度下降的原因大致可以分为外因和内因两种。外因主要有循环水量中断或不足、循环水温升高、后轴封供汽中断、真空泵故障等；内因主要有凝汽器满水（或水位升高）、凝汽器结垢或腐蚀，传热恶化、凝汽器水侧泄漏、凝汽器真空系统不严密，汽侧泄漏导致空气涌入等。

1 ）循环水中断

循环水中断引起真空急剧下降的主要特征是：真空表指示回零；凝汽器前循环水泵出口侧压力急剧下降；冷却塔无水喷淋。循环水中断的原因可能是：循环水泵或其驱动电机故障；循环水吸水口滤网堵塞，吸入水位过低等。循环水中断时，应迅速卸掉汽轮机负荷，并注意真空降到允许低限值时(600mmHg)进行故障停机。

2 ）循环水量不足

循环水量不足的主要特征是：真空逐步下降；循环水出口和人口温差增大。由于引起循环水量不足的原因不同，因此有其不同的特点，所以可根据这些特征去分析判断故障所在，并加以解决：

（1）若此时凝汽器中流体阻力增大，表现为循环水进出口压差增大，循环水泵出口和凝汽器进口的循环水压均增高，冷却塔布水量减少，可断定是凝汽器内管板堵塞，此时可采用停机清理的办法进行处理。

（2）若此时凝汽器中流体阻力减小，表现为循环水进出口压差减小，循环水泵出口和凝汽器出口循环水压均增高，冷却塔布水量减少，可断定是凝汽器循环水出水管部分堵塞等等。

（3）循环水泵供水量减少，一般可从泵人口真空表指示的吸人高度增大、真空表指针摆动、泵内有噪音和冲击声、出口压力不稳等现象进行判断、此时应根据真空降低情况降低负荷，并迅速排除故障。

3 ）循环水温升高

当电厂的循环冷却水为开式水时，受季节影响大，特别是夏季，循环水温升高，影响了凝汽器的换热效果。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，使排汽压力相应升高，降低蒸汽在汽机内部的焓降。据测算，循环水温升高5℃，可使凝汽器真空降低1%左右。对于采用冷却塔的闭式循环供水系统，水温冷却主要取决于冷却水塔的工作状况。由于飞散及蒸发损失，循环补充用水是较大的，及时补充冷水是保持冷却水塔有效降温的重要方面。通过每年清洗垫料，真空可恢复2%-3%，这样降低凝汽器进口水温是提高真空的有效途径，这比提高循环水量更为有效。

4 ）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，不但会使真空迅速下降，同时还会因空气冷却轴颈，严重时使转子收缩，胀差向负方向变动，轴封失汽，常由轴封汽压自动调节失灵或手动调节不当引起。轴封汽不足或中断在处理过程中，应关闭轴封漏汽门。

5 ）真空泵故障

真空泵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汪 度的差值增大；真空泵排气管向外冒水或冒蒸汽；凝结水过循环度增大，但经空气严密性试验证明真空系统漏气并未增加。引起真空泵工作不正常的原因和处理原则如下：

（1）冷却器的冷却水量不足，使两段真空泵内同时充满没有凝结的蒸汽；降低了喷嘴的工作效率。此时应打开凝结水再循环门，关小通往除氧器的凝结水门，必要时往凝汽器补充软化水。

（2）冷却器内管板或隔板泄漏，使部分凝结水不通过管束而短路流出；冷却器汽侧疏水排出不正常，也可造成两段真空泵内充满未凝结的蒸汽。发生上述情况，应迅速进行处理，启动备用真空泵。

6 ）凝汽器热负荷过高

由于机组主蒸汽管自动主汽门前、调节汽门前疏水，低压加热器疏水以及抽汽逆止阀等多处疏水，均接入凝汽器，增加了凝汽器换热强度，当循环冷却水量一定或不足时，就会导致凝汽器真空度下降。改进的方法是将以上疏水系统加分流管道及阀门或直接接至电厂的疏水扩容器或疏水箱，以降低凝汽器的热负荷。

7 ）凝汽器满水（或水位升高）

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，淹没了下边一部分钢管，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，开始时真空降低缓慢，以后便迅速加快，这时连接在凝汽器喉部的真空表指示下降，而连接在真空泵上的真空表指示上升。如果不及时采取必要的措施，将有水由真空泵的排气管中冒出。

8 ）凝汽器冷却面结垢或腐蚀，传热恶化

当凝汽器内钢管脏污结垢时，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。凝结器冷却面结垢对真空的影响是逐步积累和增强的，凝汽器冷却面结垢的主要原因是循环水水质不良，此时应加强化学对循环水质的处理。当结垢过多，真空过低时，就必须停机进行清洗。

9 ）凝汽器水侧泄漏

凝汽器钢管泄漏，是凝汽器最常遇到的故障之一。凝汽器钢管泄漏，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，严重时可导致锅炉爆管。

10 ）凝汽器真空系统不严密，汽侧泄漏导致空气涌入

真空系统不严密，存在较小漏点时，不凝结的汽体从外部漏人处于真空状态的部位，最后泄漏到凝汽器中，过多的不凝结气体滞留在凝汽器中影响传热，使真空异常下降，这类真空下降的特点是下降速度缓慢，而且真空下降到某一定值后，即保持稳定不再下降，这说明漏汽量和抽气量达到平衡。真空系统不严密漏气量增多时，表现的主要现象是：汽轮机排气温度与凝汽器出口循环水温的差值增大、凝结水过冷却度增大。此时应立即查找漏气原因和漏气点并予以消除。下面介绍一下一般容易发生漏气的地点，以便查找和消除。

（1）轴封蒸汽未及时调整好造成轴封断汽，使空气从轴封处漏入，特别是在负荷突然降低时容易发生，应十分注意；

（2）汽轮机排汽室与凝汽器的连接管段由于热变形或腐蚀穿孔引起漏气；

（3）汽缸变形，从法兰接合面不严密处漏入空气；

（4）自动排气门或真空破坏门水封断水；

（5）凝汽器水位计接头不严密，或其它与真空系统连接的设备或管道上的计量表连接管有缺陷；

（6）真空系统的管道法兰接合面、阀门盘根等不严密，特别是真空泵空气抽出管上的空气门盘根不严密等。

凝汽器真空下降的预防措施：

真空系统庞大，与真空有关的设备系统分散复杂，真空下降事故至今仍在汽轮机事故中占相当大比重，需要时刻做好真空下降预防工作。

1）加强对循环水供水设备的维护工作，确保循环水供水设备的正常运行。

2）提高真空泵工作性能，加强对凝结水泵及射水泵、射水泵真空泵等空气抽出设备的维护工作，确保其正常运行，真空泵切换要严防误操作。

3）轴封供汽压力自动、凝汽器水位自动要可靠投用，调整门动作要可靠，并加强对凝汽器水位和轴封汽压力的监视。

4）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。

5）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。

6）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。若结果不合格时，应对汽轮机真空系统进行查漏，堵漏。

7）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。

8）在运行中若凝结水水质不合格，但硬度又不高，可能是由于管板胀口不严有轻微的泄漏所致。这时，若停运凝汽器，不易找出泄漏处。可以考虑的应急做法是在循环水泵吸入口水中加适量的锯木屑。木屑进入水室中，在泄漏处受到真空的作用下起到“针孔”堵塞作用。

总之，影响汽轮机凝汽器真空的因素来自很多方面：设计、安装、制造、运行管理等。对可能引起汽轮机凝汽器真空度系统故障的因素定时检查，及时发现问题，及时查明原因，采取措施予以解决，确保机组的安全经济运行。

［1］汽轮机运行与检修[Z].

［2］600MW单元机组集控运行[Z].

［3］600MW汽轮机设备及系统[Z].