汽轮机真空度下降原因分析及对策

程乾远

（中国石油化工股份有限公司洛阳分公司，河南洛阳 471012）

汽轮机真空度下降原因分析及对策

程乾远

（中国石油化工股份有限公司洛阳分公司，河南洛阳 471012）

洛阳石化PTA装置汽轮机真空度下降，影响机组发电效率。通过对真空系统检查和分析，发现汽轮机凝汽器及下游蒸汽透平旁路冷却器结垢严重是影响真空度的主要因素。通过对其进行酸洗，机组真空度由-52kPa提高至-86kPa，汽轮机运行效率达到额定值，取得良好效果。

汽轮机；冷凝器；真空度

洛阳石化PTA装置采用美国BP-AMOCO公司工艺专利。PTA氧化反应产生的热量用于自产210kPa蒸汽，利用蒸汽轮机发电，汽轮机由MHI NAGASAKI制造，型号为L-10。2012年以来，在机组负荷不变的情况下，真空度逐渐下降，最低降至-52kPa，远低于正常值-87kPa。实验证明，如机组真空下降1%，机组热耗将要上升0.6%～1.0%。所以，真空水平对汽轮发电机组的经济性有着直接影响。

1 流程简介

图1 汽轮机流程图

PTA装置自产210kPa蒸汽驱动汽轮机做功，做功后排出的乏汽离开低压缸之后进入凝汽器壳侧，凝汽器管内通入循环水作为冷却介质，将排汽凝结成水。由于蒸汽凝结成水时，体积骤然缩小，这就在凝汽器内形成高度真空。为保持所形成的真空，则需用抽气器将漏入凝汽器内的空气不断抽出，以免不凝结空气在凝汽器内逐渐积累，使凝汽器内压力升高［1］，抽气器设计入口蒸汽压力为1.0MPa蒸汽，抽气器冷却器采用复水泵来凝结水冷

2 原因分析

从流程上看，影响真空度的凝气设备主要由凝汽器、凝结水泵、抽气器，汽封系统四部分组成。本文根据该机组实际运行情况，仅从真空系统严密性、复水泵工况、凝汽器抽气系统、凝汽器换热效率几方面进行重点分析。

2.1 真空系统严密性

根据实际调整经验对容易导致外部空气进入真空系统的薄弱环节进行检查：①用蜡烛对各负压管道法兰、阀门、玻璃板液位计进行检查，未发现泄露点；②日常巡检汽封压力在15kPa，阀位稳定，证明真空系统严密性良好。

2.2 凝汽器复水泵工况

汽轮机组的复水泵采用一开一备运行方式，将凝汽器中的凝结水输送出去，其出口压力为0.5MPa，如果泵运行的效果差，凝汽器汽侧空间水位升高后，淹没了下边一部分铜管，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］。从现场观察，泵的出口压力稳定，凝汽器液位显示也正常，该设备运行正常。

2.3 凝汽器抽气器

从图1可以看出，抽气器冷凝器采用两组串联，壳内纵向挡板隔开，管程走汽轮机冷凝液，壳程为汽轮机凝汽器冷凝后的气相，如果冷凝器效果不好，必然会使汽轮机凝汽器中的不凝气积存，影响真空度。另外，由于该冷凝器采用汽轮机冷凝液作为冷却介质，当真空度不好时，汽轮机冷凝液温度上升，使得抽气器冷凝器冷凝量下降，真空度下降，进一步造成汽轮机冷凝液温度上升，形成恶性循环。为此，2014年检修时对抽气器冷凝器系统流程进行改造，冷凝器采用循环水代替汽轮机冷凝液作为冷却介质，循环水温度为28℃，比冷凝液温度低15℃左右，而且水温相对稳定。开机前抽出凝汽器内的空气，建立启动真空达到正常值-87kPa。然而，随着机组负荷提高发现真空度仍出现下降，和改造前并没有明显改善，仅仅为-58kPa，说明汽轮机抽气器并非影响真空度的主要因素。

2.4 凝汽器效率

汽轮机凝汽器采用循环水厂的循环水冷却，为了降低循环水使用量，将汽轮机凝汽器冷却循环水回水和下游的210KPa蒸汽透平旁路冷却器循环水串级使用，通过对循环水流量计在线监测，发现凝汽器循环水流量仅为2 060t/h，而设计值3 000t/h，说明汽轮机凝汽器或蒸汽透平旁路冷却器结垢堵塞严重。凝汽器内铜管脏污结垢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。另外，蒸汽透平旁路冷却器结垢或堵塞，会限制汽轮机凝汽器冷却循环水量，也会影响真空度。

3 处理措施

2015年10月检修，对汽轮机凝汽器和蒸汽透平旁路冷却器进行酸洗，拆下凝汽器换热器两端封头，发现凝汽器管板上遮盖许多塑料薄膜（循环水厂加剂时，不慎将塑料袋带入水中），导致有些管程循环水无法进入，严重减少了凝汽器有效换热面积。

另外，通过静压试漏，发现凝汽器有3根管子破裂，凝汽器铜管泄漏，将使硬度很高的冷却水进入凝汽器汽侧，导致真空度下降。为了保证机组的安全运行，对这些管子进行堵漏处理。

4 处理效果

对汽轮机凝汽器和蒸汽透平旁路冷却器进行酸洗，有效清除结垢及杂物，提高汽轮机凝汽器换热效果，循环水进出口温差由原来的12℃增加至15℃，循环水流量由原来2 060t/h上升到3 400t/h，汽轮机排汽压力降至-86kPa，汽轮机运行效率达到额定值，取得良好的效果。

［1］周胜伟.汽轮机真空度不足的原因分析及预防措施［J］.中小企业管理与科技，2011（1）：288.

［2］刘邦泉.直接空冷机组的真空严密性试验方法及标准［J］.华北电力技术，2004（5）：10-11.

Cause Analysis and Countermeasures of the Vacuum Drop of Steam Turbine

Cheng Qianyuan
（China Petroleum Chemical Co Luoyang branch company，Luoyang Henan 471012）

The vacuum of steam turbine of PTA unit in Luoyang petrochemical plant is declining,which affects the ef⁃ficiency of generating units.Through the inspection and analysis of the vacuum system,it was found that the scale of the condenser and the downstream steam turbine bypass cooler was the main factor affecting the vacuum degree. Through pickling,the vacuum degree of the unit was increased from-52kPa to-86kPa,the operating efficiency of the steam turbine reached the rated value,and good results were achieved.

steam turbine；condenser；vacuum degree

TK267

A

1003-5168（2016）12-0098-02

2016-11-10

程乾远（1970-），男，本科，工程师，研究方向：设备管理。