200MW汽轮机组凝汽器真空度下降的分析与处理

摘要：针对200MW发电机组凝汽式汽轮机组真空度下降的原因进行分析，提出解决方案，通过提高凝汽器性能，维持机组经济真空运行，提高整个汽轮机组的热经济性。

关键词：凝汽器；真空度；循环水

在200MW发电机组凝汽式汽轮机组的热力循环中，凝汽设备是一个重要组成部分，直接影响整个机组的安全性经济性。汽轮机真空下降会使可用热焓降减少器综合性。凝汽器的真空水平对汽轮发电机组的经济性有直接影响。根据测算，机组真空下降1%，机组热耗将要上升0.6%～1%。因此，保持凝汽器良好的运行工况，保证凝汽器的最有利真空是发电厂节能工作中的重要内容。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、冷却水的温度、流量和抽气器的工作状况等因素制约。通过分析机组凝汽器真空度下降的原因，提出预防真空度下降的措施，提高凝汽器性能，维持机组经济真空运行，从而提高整个汽轮机组的热经济性。

1 循环水系统故障

1.1 循环水中断

循环水中断引起真空急剧下降的主要现象是：真空表指示回零；凝汽器前循环水泵出口侧压力急剧下降；冷却塔无水喷出。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；循环水泵轴封或吸水管不严密或破裂，使空气漏入泵内等。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进行故障停机。

1.2 循环水量不足

循环水量不足的主要现象是：真空逐步下降；循环水出口和入口温差增大。由于引起循环水量不足的原因不同，可根据这些特征去分析判断故障所在，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，此时可采用反冲洗、凝汽器半面清洗或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，例如出口闸门未全开或布水器堵塞等等。

（3）循环水泵供水量减少，一般可从泵入口真空表指示的吸入高度增大、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，迅速排除故障。

1.3 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，冷凝温度的升高可使排汽压力相应升高，降低蒸汽在汽机内部的焓降，使凝汽器内真空下降。循环水温越高，循环水从凝汽器中带走的热量越少。据测算，循环水温升高5℃，可使凝汽器真空降低1%左右。对于200MW机组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，应定期检查冷却塔内的分配管是否正常，出水是否完好。

2 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，都应开大调门，使轴封汽压力恢复正常，当轴封汽量分配不均引起个别轴封漏空气时，应调节轴封汽分门，重新分配各轴封汽量，汽源本身压力不足，应设法恢复汽源，轴封汽不足或中断在处理过程中，应关闭轴封漏汽门。

3 抽气器或真空泵故障

抽气器工作不正常引起真空下降的现象有：循环水出口水温与排汽温度的差值增大；抽气器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。

（1）冷却器的冷却水量不足，使两段抽气器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，也可造成两段抽气器内充满未凝结的蒸汽。

（3）冷却器水管破裂或管板上胀口松驰或疏水管不通，使抽气器满水，水从抽气器排气管喷出。

（4）喷嘴磨损或腐蚀，使抽气器工作变坏。此时，抽气器的用汽量将增大，通过冷却器的主凝结水的温升也增大。

发生上述情况，应迅速进行处理，启动备用抽气器或真空泵。

4 凝汽器系统故障

4.1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。

4.2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，淹没下边一部分铜管，减少凝汽器的冷却面积，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，而连接在抽气器上的真空表指示上升。如果不及时采取必要的措施，将有水由抽气器的排气管中冒出。

造成凝汽器满水的可能是：凝结水泵故障；凝汽器铜管破裂，此时凝结水水质恶化；备用凝结水泵的进出口阀门关闭不严或逆止阀损坏，水从备用泵倒流回凝汽器；正常运行中误将凝结水再循环门开大。

4.3凝汽器冷却面结垢或腐蚀，传热恶化

当凝汽器内铜管脏污结垢时，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，判断凝汽器冷却面是否结垢，应与冷却面洁净时的运行数据比较。凝汽器冷却面结垢的主要原因是循环水水质不良，在铜管内壁沉积了一层软质的有机垢或结成硬质的无机垢，降低了铜管的传热能力，减少铜管的通流面积。当结垢过多，真空过低时，就必须停机进行清洗。一般情况下，采用酸洗后机组真空会明显改善。

4.4凝汽器水侧泄漏

凝汽器铜管泄漏是凝汽器最常遇到的故障之一，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。确认凝汽器铜管泄漏时应立即对铜管做堵管处理。

4.5凝汽器真空系统不严密

真空系统不严密时，不凝结的汽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，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，应查找漏气原因和漏气点并予以消除。

5 结论

造成机组凝汽器真空度下降的原因是多方面的，要从设计、制造、安装、检修和运行维护以及机组具体工况各方面进行分析和处理，才能保证其达到经济合理的运行状态。

作者简介：

孟繁江，（1971- ），男，工程师，从事火力发电厂运行管理工作。