发电厂凝汽式汽轮机组凝汽器真空恶化原因分析及维护

（石河子市国能能源投资有限公司天河分公司，石河子市，832000） 刘晋明

1 凝汽式汽轮机在运行中遇到问题

热电企业的凝汽式汽轮机在运行中经常会遇到真空逐渐下降的问题，尤其夏季，凝汽器真空对汽轮机运行的经济性影响较大，如其它条件不变，真空度每变化1%，汽轮机的汽耗率平均变化1%～2%。不仅使机组能耗上升，影响机组经济性，还会威胁机组安全，严重时还要降低发电负荷。故一般规定：排汽压力升高到0.015Mpa时，应降低负荷，排汽压力升高到0.03Mpa左右时，应将负荷全部卸完，直至按规定的条件实行故障停机，直接影响了企业的经济效益。而且若漏入空气，不但使凝结水产生过冷度，还会降低凝汽器的除氧效果，使得凝结水中溶解了一些气体，造成凝结水系统中设备与管道的氧腐蚀，影响机组的安全运行。天富热电厂2×50MW汽轮机组#2机真空较低尤为显著，现特进行具体分析并提出一些可行性解决措施。

2 凝汽器真空建立的原理

凝汽器真空的建立，在机组启动阶段与正常运行中其机理是不同的。在机组启动时，凝汽器真空的建立依赖于抽气器将凝汽器中的空气抽出，此时建立真空的快慢由抽气器的容量及真空系统的严密情况决定。机组冲转后，有排汽进入凝汽器中，排汽受到冷却介质的冷却而凝结成水。乏汽凝结成水后，体积大大地缩小，原来由蒸汽充满的容器空间就形成了高度真空。由于冷却介质不断地将进入凝汽器中排汽的热量带走，使得凝结过程能不间断地进行，这样凝汽器中的真空就建立起来。

3 凝汽器真空下降原因

3.1 冷却水进口温度的影响

如果冷却水进口温度较低，则凝汽器真空一定较高。对于天富热电厂2×50MW机组#2机循环水供水系统，进口温度受环境影响之外，冷却设备运行的好坏也会有很大影响。

3.2 冷却水温升的影响

一般，机组负荷由外界决定，不可调节，所以冷却水温升主要取决于冷却水量。如果冷却水温升增加，真空降低，则说明冷却水量不足，冷却水量不足的主要原因是循环水泵出力不足或水阻增加，而水阻增加的原因可能是铜管堵塞、冷却塔滤网堵塞，循环水泵出口或凝汽器进水门开度不足以及虹吸破坏等。

3.3 传热端差的影响

传热端差增加，会使凝汽器真空降低。传热端差与冷却水进水温度；比蒸汽负荷；铜管或钢管表面的清洁程度及凝汽器内积聚的空气量等因素有关。运行中如果管子表面结垢或脏污，会阻碍传热，使端差增大；如果真空管道阀门不严或汽封供汽不足甚至中断或抽气器效率降低，都会使凝汽器汽侧积聚较多的空气，阻碍传热面而使端差增大；此外，如果凝汽器水位控制不当，使部分冷却水管被淹没而减少冷却面积，也会使端差增大。

4 对机组凝汽器出现的问题提出改善措施

4.1 夏季循环水增加换热强度

由于新疆北部夏季气温较高，循环水进水温度较高，最高可达35℃，而冷却塔设计冷却面积太小，建议采用强制风冷以增加换热强度，以降低冷却水温度，或可以采用适当补充一些地下水来降低循环水温度，但会增加水损失，可以经过计算来获取数据。

4.2 对设备管子结垢定期清洗

管子结垢严重。对于循环水系统，冷却水在循环过程中不断蒸发，并抽取地下水作为补水，所以发生的主要问题是冷却水中的碳酸盐附着在管壁内侧形成硬垢。凝汽器水侧结水垢，不仅恶化真空，降低机组运行的经济性，而且可能引起管子腐蚀、泄漏，影响汽轮机的安全运行，所以必须进行除垢，天富热电厂2×50MW机组2台机组均自带了胶球自动清洗装置，到目前使用率较低，具了解该装置对凝汽器结垢的清洗效果比较好，经济效益也不错，而且易于实现自动控制，建议使用该装置并定期清洗，避免垢结的过厚，给清洗带来不必要的麻烦。或是采用酸洗，注意防止管子腐蚀，以至缩短管子的使用寿命，增加生产成本。最好进行循环水除盐，例如加药或自然方法软化循环水，也可以缓解结垢，减少清洗次数。

4.3 真空系统检修后做真空严密性试验

轮机后汽缸及凝汽器低压加热器，真空管道系统，尤其是#2机组后汽封漏空气量较大（冷态冲转前，若轴封不送汽，真空根本无法真空系统不严密：为提高汽轮机的热效率，全厂的热经济性，一般汽轮机排汽都设计为负压，就建立，最高只能抽到-0.04MP）等都处于负压，如果不严密，就会造成外界空气漏入凝汽器中，增加了抽气器的负荷，会使机组真空恶化，降低出力，影响热经济性，真空的严密性对凝汽式汽轮机是一个很重要的指标，#2机由于各种原因很少做真空严密性试验，建议每次大修后或真空系统检修后做一下真空严密性试验，及时发现问题及时处理，改善凝汽器工作条件，以提高热经济性。

4.4 按规程及时调整负荷

一般情况下，运行值班人员在监视过程中，按规定应该从-0.087开始减负荷，但是由于平时情况下带额定负荷的时候真空达不到规定值，#2机组在循环水30℃的时候真空只能维持在80kpa。运行值班人员如果不及时按规定减负荷。则真空进一步恶化，造成排气温度升高，加速结垢。从而增加了凝汽器管子的清洗次数。这样就增加电厂的生产成本，降低了全厂的经济性。建议值班人员在真空低的情况下应严格执行规程及时加减负荷，定时清洗凝汽器。另外在加减负荷时应及时改变循环水泵的运行台数和及时调整塑料布的遮盖面积，将循环水温控制在合适范围内。

4.5 及时更换凝汽器损坏的管子

由于管子长时间结垢，经过多次清洗和不正确清洗，造成部分管子损坏，为避免循环水漏入凝汽器水侧，不至于造成凝结水水质恶化，将凝汽器水侧部分管子已被封堵。造成凝汽器循环水通水量不足。以至于带高负荷时真空下降较快，达不到额定值。建议在每年大修时，将凝汽器部分损坏的管子进行更换，提高凝汽器水侧的通水量，降低循环水温升，减小汽轮机凝汽器端差，改善凝汽机的工作环境，提高机组真空，降低排汽温度，提高汽轮机热经济性。

4.6 及时更换磨损的喷头

天富热电厂2×50MW机组#2机主抽气运行了10年，喷嘴可能已磨损，使抽气能力降低，加之机组真空严密性不是很高，影响了凝汽器真空，建议检修时根据厂家设计要求进行调整和更换，使主抽气达到额定抽气能力。

5 结束语

根据以上分析，即便是上述问题全部解决，在夏季最热时机组仍不能按规程规定带额定负荷。可以在凝汽器内部后汽缸排汽导板处引入一股冷却除盐水，接上4个对称的喷头，使除盐水以雾状喷入凝汽器汽侧，以加速乏汽凝结速度，可以提高真空，降低排汽温度，增加汽轮机的热效率，降低生产成本。另外由于汽侧补入了化补水，会增加凝结水泵的负荷，可以更换较大的凝结水泵或凝结泵达到最大流量运行，同时由于凝结水量增加，使低压回热抽汽增加，降低了机组的热耗率，同时排入凝汽器的乏汽减少，减轻了凝汽器的负荷，又可改善凝汽器的工作条件，使机组真空升高，排汽温度降低。随着能源的日益缺乏和生产对地球环境影响，社会对电厂的热经济性要求将越来越高，而电厂最大的损失就是汽轮机的排汽损失，降低终参数和提高初参数一样重要，随着高科技产品的出现，电厂凝汽器真空恶化将得到缓解，相信在大家的共同努力下，能够很好的解决凝汽器真空恶化情况。另外天富热电厂2×50MW机组#2机经过针对以上几方面原因，已采取了一些措施比如酸洗，真空严密性检查等，现已使天富热电厂2×50MW机组#2机真空得到了很大改善，使热电厂获取了更多的经济效益。