汽轮机组真空严密性分析及治理思路

陈丽梅

（山西电力职业技术学院，山西 太原030021）

1 汽轮机组真空系统概述

汽轮机组的真空系统主要是由抽真空系统和密闭蒸汽系统2部分组成，利用凝汽器将蒸汽转化为汽轮机组运作的能源，当汽轮机组不处在工作状态的时候，抽真空系统内部产生的真空确定了凝汽器中的真空；而当汽轮机组进入工作状态之后，抽真空系统主要负责调节汽轮机内部的空气，起防止空气流入的作用，此时凝汽器当中的真空由内部蒸汽和循环冷却水两者的相互作用决定，蒸汽和循环冷却水之间的热转换又由水温、水量以及凝汽器换热面积决定。由汽轮机组的组成结构和各部件的运作性质可以看出，要想使凝汽器内部真空稳定，就需要保证凝汽器换热面积以及循环水水量和温度符合标准，另一方面还要确保抽真空系统的运作顺利。

2 真空系统泄漏原因以及危害

2.1 真空系统泄漏原因

了解真空系统泄漏原因需要先分析汽轮机组各部件的作用：冷凝器的功能主要是将汽轮机排放的高温气体转化成水，在同等气压条件下，蒸汽的体积是水的3万倍，所以在冷凝环节中，两者体积的急剧变化导致凝汽器内部形成了一个真空空间，并且因为发电机中各部件都是互相连接的，所以凝汽器内部空气结构的变化就易导致与其相连接的设备因为密闭性不好使外部空气进入凝汽器，而如果没有尽快排除这些外部空气的话，将会使凝汽器内部压力值上升，进而提高凝汽器内部排汽的焓值，从而使凝汽器在蒸汽循环方面的性能受到影响，造成能源浪费。根据相关调查，凝汽器内部压力值和真空度成反比，并且真空度下降会导致热能消耗加大、机组运行效率变低。另外，射水抽气设备和真空泵的作用都是为了减少凝汽器中进入的外部空气。

2.2 真空系统泄漏带来的危害

真空达不到标准会使机组的运作效率大打折扣，造成资源的浪费。由于蒸汽循环是机组运行的基础，而影响蒸汽循环的因素就是真空和气压情况，密闭工作不做好会导致真空环境混入空气，如果要将这部分空气排出去又必须要利用排气设备进行排除，从而增加能源的消耗。而且这些排气设备并不能完全保证将多余的空气排除，这样一来会导致机组内部气压、温度发生改变，从而降低机组工作效率、增加能耗，也为机组运行埋下了安全隐患。其危害还表现在增加了工厂的水电成本，利用真空泵和射水抽气设备抽取机组内部空气间接地增加了火电厂对水、电的需求量，长此以往会影响火电厂整体的经济效益。凝汽器内部进入空气，也会使低压设备遭受氧化的损坏。以上所说的一系列危害都是因为机组真空环境受到破坏，若可以保证真空环境的稳定，那么排气压力就会下降，循环水对热量的影响就会降低，即可保证内部热量充足，从而降低能源消耗，提高火电厂整体效益。

3 汽轮机组真空严密性差的治理思路

3.1 查漏与治理

首先，真空系统涉及一系列的设备，并且其间连接点繁多，如果真空系统出现轻微泄漏的情况也很难发现。以前的检测方法是用火焰，但此项工艺较为复杂，操作不便，因此在对机组进行例行检查的时候，普遍是利用真空系统高位灌水的方式检测机组是否存在泄漏，需要注意的是，查漏工作要在机组停止运作之后进行，并且设备表面金属温度应处于150℃以下，在循环泵、凝水泵停止运作之前，要保证低压缸排汽温度在50℃以下。注入凝汽器的水位不要超过汽封洼窝，处于低压轴下100mm为佳，并且在灌水查漏之前架设一根水管用来严密监控水位的变动情况，在查漏前要保证向凝汽器注水的管道通畅，而在查漏过程中需要关闭抽气管道、汽缸本体以及其他注水管道，以避免水温差异过大造成机组不稳定。在不影响机组正常启动的基础上，认真进行检查，发现问题要进行分析处理，最大程度保证机组的密闭性，这是防止机组真空泄漏的最基本也是最有效的方法。

其次，除了以上的基本检修外，还要加强设备工作中的技术监管，规范各项操作，真空系统密闭性存在漏洞还与实际运行的状态相关。结合以往的工作经验可以得知，在机组运行状态下，真空系统容易出现泄漏等问题。轴封加热器在机组工作中常常影响真空的密闭性，由于轴封加热器在向凝汽器注水的过程中会出现无水情况，这样就使得凝汽器通过连接管道与空气接触，导致内部真空不稳定。为了防止这种情况出现，应该在机组工作时保证轴封加热器内存有一定水位。目前普遍使用的是轴封自平衡密封系统，使用冷再热蒸汽、主蒸汽以及高压辅汽3种方式对轴封母管进行输汽，达到70%额定负荷的时候，可以完成高、中压缸自封闭，漏汽可作低压轴密封使用，从而保证整个轴封系统的密封性达到标准。这种密封方式供汽压力较低，轴封压力调节装置受热工自动调整影响，自动化水平容易下降，需要操作人员不断地调控，这不仅增加了工作量，而且轴封间缝隙存在差别，在供汽压力相同的情况下有的容易发生泄漏，有的又不会泄漏，各部件的轴封压力没有统一的标准。针对这种情况，可以安设调控手动门，稳定轴封供汽母管的压力，之后手动调节低压轴封供汽管道的供汽量并且锁定，后续仅需调整母管压力，这样可以有效解决轴封压力带来的操作不便问题。

然后，汽封二漏汽压过低也会影响真空系统的稳定，目前采取的治理方式是在二漏管道上加装阀门和压力表，使操作人员更为科学合理地调控汽压。

最后，需要淘汰存在问题的测量表，以规避凝汽器压力表和轴封供汽压力表在汽压测量中的错误，这样才能为操作人员提供真实的数据，也便于人工调控。

总结以上几点可以看出，真空系统涉及的知识结构复杂，需要从技术、管理上统一调控，加强后期检查，贯彻落实治理方针，有问题需向相关部门反映。

3.2 技改措施

首先，需要改善凝汽器补水系统。补水系统涉及的项目较多，由于管道容水量有限，因此常发生水量补充不足的情况，甚至会造成水泵跳闸，间接影响了机组真空的严密性，这就需要增加管道的容水量，并且优化供水设备。

然后，需对低压加热器进行改进。加热器如果发生泄漏，将会影响抽真空系统，对机组内真空带来不良影响，因此应该适当减少直接与真空系统连接的防水门，并取消放空气门。

最后，加固真空系统管道，加强其密闭性。涉及真空系统的管道和阀门都要定期检查、检修，要尽早发现问题，最快速度处理。焊接工作需要高度集中注意力，并且焊接人员要考虑各阀门的不同使用功效有针对性地进行焊接，以确保施工流程满足阀门未来的使用性能要求。

4 结语

综上所述，汽轮机组真空严密性治理工作难度较大，需要技术人员不断地积累操作经验，从检查到治理都需要保持高度的责任心，还要考虑到设备改造后所造成的连带反应，学会寻找问题的源头，并合理解决。

［1］张爽.浅析汽轮机真空严密性差的成因及解决方法［J］.中国新技术新产品，2013（8）

［2］李少伟，吕会广，黄锋卫.空冷器在汽轮机乏汽冷却中应用分析［J］.山东化工，2013（9）