汽轮机真空严密性低原因分析及措施探讨

柏任春++王国辉

【摘 要】简述机组提高真空的重要性，结合分析我公司两台机组真空度较差的主要因素，在分析了基本理论的基础上，提出一点提高机组真空的一般方法和改善的措施，以供参考。

【关键词】凝汽器；真空；查漏

一、前言

凝汽器真空度对机组运行安全性和热经济性有很大影响。在运行中，凝汽器工作状态恶化将直接引起汽轮机热耗、汽耗增大和出力降低。另外，真空下降使汽轮机排汽缸温度升高，引起汽机轴承中心偏移，严重时还引起汽轮机组振动。为保证机组出力不变，真空降低时应增加蒸汽流量，但这样导致了轴向推力增大，使推力轴承过负荷，影响机组安全运行。我们公司两台200MW机组自投产以来，机组的真空出现过不少问题，特别在夏季真空成为机组稳发、满发的重要制约因素，也造成日常维护工作量增大。为此，检修公司先后做了一些改进工作，使机组真空有了较大的改善。但因为设备、管道老化及原先设计的原因，凝汽器真空低的问题依然存在，与国内先进水平相比仍有差距。因此，对机组真空做进一步进行分析和处理十分必要。

二、真空分析的理论依据

凝汽器内的真空实际上是凝汽器内汽液共存状态下的饱和压力。凝汽器内的压力由排汽的冷凝温度确定，此温度由热平衡和换热器的端差决定。冷却水由入口温度tw1逐渐吸热上升到出口处温度tw2， 冷却水温升：Δt = tw2 - tw1 。蒸汽凝结温度t s与tw2的差为传热端差， 以δt 表示：δt = t s - tw2 ，则主凝结区的蒸汽温度为： t s = tw1 +Δt +δt[1] 。凝汽器中蒸汽压力为t s 所对应的饱和压力。由于凝汽器中还存在不凝结气体，所以凝汽器总压力实际上是凝汽器中蒸汽分压和不凝结气体分压之和，抽气器的作用就是抽出不凝结气体降低不凝结气体的分压，同时减小换热端差。真空的低限是蒸汽冷凝时的饱和压力。提高机组真空的途径主要是尽量减小凝汽器中不凝结气体和降低蒸汽冷凝温度。

三、凝汽器真空低的原因分析

（一）机组真空系统空气渗漏

空气通过两个渠道漏入凝汽器：一是通过机组真空系统的不严密处漏入，另一个是随同蒸汽一起进入凝汽器。由于锅炉给水经过多重除氧，所以后者数量不多，约占从凝汽器抽空气总量的百分之一。因此，抽出的空气主要是通过机组负压状态部件的不严密处漏入。除了凝汽器自身的严密性外，真空系统的气密性，它还包括给水加热器、低压气缸、汽轴封、向空排气的管道等。空气大量漏入凝汽器，将造成凝汽器传热恶化，使抽气设备过载，凝结水过冷度及含氧量急剧增加，破坏凝汽器真空度，使凝汽器设备无法正常工作。

（二）低压缸及轴封套结合面泄漏

特别是轴封套在大修时经常发现有冲蚀痕迹，需及时进行补焊处理。

（三）排汽缸及凝汽器壁泄漏

#2机组曾检查出排汽缸与轴承座夹角处有加工孔焊缝焊接不满，而凝汽器靠近中压侧壁因热负荷较大，经常导致裂缝。疏水扩容器、高加抽空气管、凝泵、疏水泵等至凝汽器的空气管及疏水管，特别是接入凝汽器喉部的管道若发生裂缝将直接影响机组的真空。运行时因防止轴封冒汽有可能使低压轴封汽压力过低，造成空气漏入。轴封进汽管与轴封套结合处因平时难以检查，在大修时要特别注意。此处的泄漏也会引起轴封汽压力降低造成真空恶化。

（四）循环水系统，由公式可以知道，凝汽器真空除了漏入空气，还与循环水流量、进水温度及传热效果等有关。

（五）夏季冷却水进口温度提高

在其它条件相同，冷却倍率不变时，进口温度越高，导致传热温差降低，相同负荷条件下将会降低真空度。即凝汽器真空就越高。每临到夏季来临，随着环境温度的提高恶化了凝汽器的运行条件。

（六）当汽机负荷、冷却水温度不变时，增加冷却水量，冷却水温升必然减小

冷却水温升的大小反映冷却水量是否足够。当其温差大于8℃～12℃时，应增加冷却水量。

（七）虹吸被破坏，吸水高度瞬间上升，使供水量立即下降，造成冷却水量减少，冷却水出口温度上升，从而使凝汽器里的传热效果变差，凝汽器真空度下降。

（八）射水抽气器能力不足

抽气器工作水压力低、水量不足或增加过多，反映到抽气器抽吸能力的下降，引起凝汽器真空的降低。对一定的抽气压力而言，工作水压力pw越小，抽气量越少，从而不能满足凝汽器中所需的抽气要求，使凝汽器真空下降。同时，工作水量不足，吸入室中因没有足够的工作水而压力升高，抽吸能力下降。工作水量增加过多时，在扩压管出口处发生排水堵塞现象，造成排水管水压升高，吸入室压力增加，抽吸能力也下降。因此必须对抽气器工作水压力和流量进行合理控制，以维持正常的抽吸能力。

四、改善机组真空的措施

1.按规程规[2]定进行真空严密性试验，加强对凝汽器进、出口水温、端差、真空、过冷度等运行参数的综合分析，找出影响机组真空的主要原因，制定处理措施。

2.借停机大修的机会增大凝汽器内铜管的传热系数，改善传热效果。转动软轴毛刷清洗是近几年来的一种比较新的清洗方法，其优点是清洗彻底，操作周期短，单次清洗费用很低，设备可以多次使用，只需在清洗时更换毛刷。

3.采用灌水查漏、氦质谱检漏等方法认真做好真空系统查漏工作，对漏点及时彻底处理。我们公司经常采用的是灌水查漏的方法，在此对氦质谱检漏这一方法做些介绍以供借鉴。机组运行中，在采用系统隔离方法无法查出真空系统漏点的情况下，利用氦气检漏仪喷涂试验法进行查找泄漏点，主要对利用隔离系统方法检验不到的保温层内部的高空管道、焊口等重点怀疑部位进行检查。详细做法是：在怀疑泄漏的部位喷涂氦气，然后在真空泵排气口处的氦气浓度较大，可根据氦气浓度的大小判断该处是否漏空。

4.合理布置出水口的位置，当射水抽气器出水口在射水池水面以下时，如果出水口淹得太深，由于水池中的水温比射水管中的水温低、比重大，排水管外的压力过大阻碍抽气器工作水的排出，从而导致射水抽气器的抽气能力下降。所以对于射水抽气器，平时要加强监视工作水温度的变化，定期或连续补充冷水，溢出高温水，防止工作水温度过分升高。

五、结束语

我们公司经过近年的设备改造和整治，机组真空得到较大的改善。但影响真空的因素很多，特别是我公司机组运行年限已久，给检查分析带来很大麻烦，但是鉴于真空的重要性，这依然是平时维护和每次大中修的重点任务。以上仅是个人从事汽机检修工作以来的一点思考。

【参考文献】

[1]翦天聪.汽轮机原理[M].水利电力出版社，1989.

[2]新余发电公司.220MW汽机本体检修规程[N]. 2010.