大型空分设备汽轮机凝汽器真空下降的原因分析

王 升

（山西晋煤华昱煤化工有限责任公司，山西晋城 048000）

大型空分设备汽轮机凝汽器真空下降的原因分析

王 升

（山西晋煤华昱煤化工有限责任公司，山西晋城 048000）

就全凝式汽轮机凝汽系统的构成和工作原理，凝汽器真空下降的原因和处理方法进行了简要介绍，希望有助于空分行业的发展和进步。

煤化工；空分；全凝式汽轮机；凝汽器真空；抽气器

随着煤化工和大氮肥的快速发展，全凝式汽轮机在我国煤化工大型空分装置中逐渐得到广泛应用。凝汽器作为全凝式汽轮机重要组成部分，对整套机组的热经济性、运行可靠性有很大影响。

凝汽器真空下降会直接引起机组耗水量、耗汽量的增大和出力的下降，同时会引起机组轴向推力增大、推力轴承温度升高。排汽温度升高还会引起低压缸变形、汽轮机轴承中心偏移，轴承振动变大，直接影响机组安全运行，必须引起高度重视。本文就全凝式汽轮机凝汽器真空下降的原因和处理方法作一简要介绍。

1 凝汽系统的构成和工作原理

汽轮机凝汽系统主要由凝汽器、射汽抽气器、抽气冷却器、凝结水泵、排气安全阀等设备构成。凝汽器将透平的排汽凝结成水，并带走蒸汽凝结时放出的热量，建立和维持汽轮机排汽口真空，增加蒸汽的可用焓降；抽气器将凝汽器及管道漏入的空气不断地抽出，以保持凝汽器的真空和良好的传热；汽封冷却器使汽轮机前后轴汽封的漏汽管道形成负压，漏汽不断进入汽封冷却器凝结成水，供锅炉再使用。

2 凝汽器真空下降的处理原则

真空下降时，应首先对照DCS真空指示和现场真空表数值，参考排汽缸排汽温度指示，确认真空下降情况，然后开大抽气器进汽门或启动备用抽气器，并根据真空降低程度减小负荷，以维持真空。若真空还继续下降，立即启动辅助抽气器维持真空。同时，查找真空下降原因，并予以消除。若采取措施后，真空继续下降达0.04MPa以下时，就必须故障停机。

3 凝汽器真空度下降的原因及解决方法

3.1 冷却水中断或水量不足

如果真空表逐渐下降或者指示回零，冷却水压力急剧降落，是冷却水中断的特征，可能原因是厂用电中断；冷却水泵或驱动电动机故障；泵进口滤网堵塞；水位过低；泵本身故障等。冷却水中断而又没有备用水源时，在真空降低到允许低限值前，应迅速进行故障停机。而如果真空慢慢下降，进回水有一定的温差，启动辅抽能恢复真空时，应迅速消除冷却水量不足的原因。

3.2 凝汽器满水

如果凝汽器真空缓慢下降，汽轮机的排汽缸温度上升，热井液位不正常上升，凝结水硬度变大，凝结水溶解氧升高。则可能是凝结水泵故障；凝汽器铜管泄漏；回水阀开度太大；凝汽器热水井的补水阀没关严等引起的凝汽器满水。应立即启动备用凝结水泵，维持热井液位，同时排除回水阀或补水阀问题。如果凝结水硬度变大，水质恶化，对于双流道凝汽器，可降低负荷停下一半凝汽器，寻找并堵死漏水的管子；当凝汽器铜管大量破裂，水位无法控制、真空无法维持时应立即停机处理。

3.3 凝汽器冷却面积垢

冷却面积垢对真空的影响是逐步积累和增强的。其特征为：汽轮机排汽温度与冷却水出口温度的差值增大；抽气器抽出的蒸汽空气混合物温度增高；凝汽器内流体阻力增大；作空气严密性试验，证明凝汽器漏气并未增加。可判断是因冷却水水质不良，在冷凝管内壁沉积了一层油泥或积垢，堵塞流道，降低了冷凝管的传热能力。运行过程中，一般采用投运胶球装置来实现对凝汽器铜管的清洗作用，但目前大多数空分汽轮机都没有配备此装置，只能通过常规的水处理，定期清理循环水池淤泥，来维持清洁度，减轻结垢，提高换热效果。当积垢过多，真空过低时，就必须停机进行清洗。

3.4 抽气器工作不正常

当冷却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，机组真空下降，经严密性试验证明真空系统漏气并未增加。可能是抽气器冷却水量不足，或者冷却器内部泄漏造成凝结水短路；冷却水管破裂；喷嘴磨损或者腐蚀导致抽气器损坏都将引起真空下降。此时应及时启动备用抽气器，然后查找原因进行处理。

3.5 汽轮机轴封压力不正常

轴封汽压力、轴封温度降低，轴封处有明显的吸气声，真空下降。可能原因是低压（或高压）密封蒸汽压力下降或中断；密封汽系统调节阀卡涩或调节故障，导致轴封供汽压力不足。使空气经汽轮机高、低压缸的前后轴封处进入汽缸内，排汽缸温度升高，凝结器真空下降。此时应立即检查轴封压力、汽源是否正常，在一般情况下，只需要将轴封压力调至正常值即可。若是无效，再进行其他方面的检查。

3.6 真空系统管道泄漏

凝汽系统内的法兰、焊口、设备众多，查漏是一项细致而繁重的工作，可能是轴封断汽、破真空阀等阀门关不严、排气安全阀损坏或水封断水、法兰接合面、阀门盘根等不严密等，处理的方法：机组运行时可用蜡烛火焰试探法、塑料膜封口法检查；机组停车时可利用适当充压后喷肥皂水方法检查。也可灌水查漏或做水压试验。

3.7 其他原因

（1）冷却水温度偏高。水温每升高5℃，真空度下降约1%，夏季必要时及时补充冷水。同时确保凉水塔工作正常，定期（2）凝汽器热负荷过高。凝汽器设计时接入了过多的系统及阀门疏水，增加了热负荷，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。可将此疏水系统加管道分流至疏水扩容器或疏水箱，以降低凝汽器的热负荷。

4 结束语

凝汽器真空决定了整个装置的安全稳定运行，需要我们在运行中不断积累经验，及时发现、解决问题，才能有利于空分装置长期高效稳定地运行，提高全厂的经济效益。

[1] 陈元霸，李光耀.影响火力发电厂凝汽器真空问题的探讨[J].广东电力，2012，25（1）：116-119.

[2] 沈士一.汽轮机原理[M].北京：中国电力出版社，1992.

[3] 杨善让，汽轮机凝汽设备及运行管理[M].北京：水利电力出版社，1993.

Cause Analysis of Vacuum Drop of Steam Turbine Condenser in Large Air Separation Unit

Wang Sheng

The structure and working principle of the condensing system of the whole condensing steam turbine，the reason and the method of the vacuum drop of the condenser are brief l y introduced，hoping to contribute to the development and progress of the air separation industry.The following are the same as the.

coal chemical；air separation；total condensing；steam turbine；condenser；vacuum exhaust

TM621

A

1003–6490（2017）03–0009–02