天铁公司汽轮机真空度降低的原因分析

孙鹏程

（天津天铁冶金集团有限公司动力厂，河北056404）

0 引言

汽轮机是一种将蒸汽的热能转化为转子转动机械能的驱动设备，在实际生产、生活中有着极其广泛的应用，是工业生产过程中能量转换的关键。在电力生产、冶金制造、化工生产、大型船舶动力等方面，汽轮机被应用于驱动发电机、鼓风机、螺旋桨等动力机械，而这些汽轮机组又绝大部分都是凝汽式汽轮机。凝汽式汽轮机系统的组成较为复杂，主要包括主蒸汽系统、润滑油系统、真空系统、给水回热系统等，其中真空系统是凝汽式汽轮机的最关键的系统之一。本文就我厂在实际生产过程中，由于真空系统不严密导致真空下降的事例进行分析探讨。

1 排气缸防爆门破损漏气导致汽轮机真空降低

我厂一台汽轮鼓风机组，其中汽轮机是由上海汽轮机有限公司生产，型号为NE79/83/08，主蒸汽参数压力为3.43 MPa，温度435 ℃的中压凝汽式汽轮机。由于之前进入冬天环保限产量，随着对应的高炉休风停机4 个多月，之后因为高炉复产，准备开机给高炉送风。联系自动化值班人员做开机实验，各项参数指标均正常，辅助设备启动也正常，运行值班人员随即启动盘车装置，并且对调速系统、危急保安系统检查正常，暖管，启动凝汽系统抽真空，一切正常。当真空抽到-65 kPa，开始低真空冲动转子，暖机，过临界转速，当转速稳定在4 600 r/m时，凝汽器真空为-75 kPa，对比之前开机转速对应真空数值，相对较低，故打开备用射水泵联锁（因备用射水泵联锁启动值为真空低于-78 kPa），备用射水泵启动正常，联锁好用，真空缓慢上涨，当真空抽到-78 kPa 时，真空停止上涨。真空无法抽上来：（1）首先怀疑是真空破坏门未完全关闭，于是运行值班人员用勾扳子紧了紧真空破坏门，发现真空破坏门已经关到位，且试验未发现泄漏空气，故排除真空破坏门不严的影响；（2）怀疑是热水井水位过高造成热水井满水，进而影响抽真空，检查电脑上显示的热水井水位正常，查看热水井就地磁性浮子式液位计显示数值作对比，无明显差异，数值基本一致，故排除热水井满水的影响；（3）检查轴封汽压力，电脑显示为0.025 MPa，压力正常，同时检查轴封加热器，发现排大气管微冒蒸汽，故证明轴封汽投入正常，排除轴封汽压力不足或断供而导致真空抽不上来的影响；（4）检查两台射水泵，射水泵电机电流正常，射水泵出口压力电脑与就地压力表显示基本一致，故排除射水泵故障的影响，且射水箱水温正常，射水抽气器在开机前清理过，故排除射水抽气系统故障引起真空抽不上来的原因；（5）怀疑是循环水压力不足、断供导致的，故检查两台循环水泵，循环水温度、压力就地表显与电脑上数据一致，均为正常范围内，此时排除循环水水量不足或循环水水温过高而导致真空降低的原因；（6）怀疑凝汽器铜管破损，于是联系化学化验人员化验凝结水质量，硬度正常、合格，而且多次化验结果均合格，且凝汽器热水井水位也没有明显变化，故排除凝汽器铜管破损是造成铜管漏水，从而影响凝汽器真空的原因。

综合以上分析结果，排除以上会造成真空无法抽上来的原因，基本确定了真空系统不严密是产生原因，而开机之前做过注水试验，凝汽系统的阀门、管道以及凝汽器和射水抽气系统的管道、阀门以及抽气器均为发现明显漏点；且停机期间对凝汽器铜管进行过清洗，也排除了凝汽器铜管结垢对真空的影响。怀疑是汽轮机本体不严密而漏入空气，导致真空无法抽上来，随即检查排汽缸上下汽缸接合面，未发现明显漏入空气的现象，此时意识到排汽缸的防爆门还未检查，在检查排汽缸防爆门时，发现有较为明显的气流声，当用手按住防爆门上防爆膜时，气流声明显变小，且计算机上显示真空开始上涨，松开防爆膜真空开始下降，重复几次试验，最终确定了是排汽缸防爆门上防爆膜破损导致的真空无法抽上来。因为该汽轮机上防爆膜为石棉板材质，优点是密封效果较好且经济实用，性价比高，但缺点是易老化、破损。而且该机组在入冬前停机、开春开机，温度变化较大，更易加剧防爆膜老化，加大开裂的风险。随后检修人员立即更换同等规格的石棉板，并且保证整张石棉板完整，无破损老化，同时将防爆门法兰结合面清理干净，保证无残留石棉板，无毛刺，且贯通法兰沟槽，更换后，抽真空效果明显，开机正常。

2 凝结水泵空气门不严，导致真空急剧下降

我厂一台额定功率12 MW 的汽轮发电机组，其汽轮机是上海汽轮机厂生产，型号为33-12-1，蒸汽参数为压力3.43 MPa，温度435 ℃的中压汽轮机。其配备两台型号为4N6 的单级单吸悬臂式离心冷凝泵。在一次机组运行过程中，运行值班人员巡检时发现1#凝结水泵3 瓦振动较大，且声音发闷，于是倒2#凝结水泵运行，并联系检修，同时联系电气值班员切断1#凝结水泵电源，检修人员办理操作票，在具备检修条件后，检修人员首先怀疑引起振动的原因是联轴器弹性胶块老化、失去弹性、破损造成的，于是打开联轴器安全护罩，更换同型号的弹性胶块后，联系电气值班员检测电机绝缘，合格后为电机送电。运行值班人员在启动1#凝结水泵后，倾听内部声音还是发闷，且测3 瓦振动无明显降低。于是决定将1#凝结水泵解体，进一步检查叶轮、轴承，观察是否有破损需要更换，联系运行值班员，关闭凝结水泵出入口门、空气门、盘根密封水门和过瓦冷却水门，同时通知电气值班人员停电。在具备检修条件后，对1#凝结水泵解体检查，约20 min 后，检修人员将1#凝结水泵的泵体与泵壳拆开，准备先检查叶轮，这时，运行监盘人员发现机组真空开始下降，并且很快下降至-78 kPa，射水泵低真空联锁启动，两台射水泵同时投入，以维持真空，同时甩负荷。真空急剧下降：（1）首先怀疑是循环水突然中断，导致排汽无法充分冷却，真空急剧下降，然而检查循环水系统，并未发现任何故障，故排除此原因；（2）考虑可能是抽气系统故障导致真空急剧下降，遂立即检查射水泵是否故障失压，射水抽气系统是否突然破裂，检查两台射水泵出入口压力均正常，且射水抽气系统为发现明显破裂痕迹，故排除；（3）怀疑是轴封汽突然中断导致的真空急剧下降如果轴封汽中断，大量空气将会从轴封漏入到排汽缸，空气中大量不凝结气体也会导致真空急剧下降，检查轴封供汽压力，计算机显示数值与就地压力表显示基本一致，均在正常范围内，故排除轴封汽断供的影响；（4）热水井满水，凝结水泵故障，凝汽器铜管破损或者运行值班人员的误操作，都会造成热水井满水，检查现场热水井磁性液位显示计水位与计算机上水位显示值一致，均在正常范围内，联系化学化验人员检验水质合格，故排除因热水井满水而造成凝汽器真空急剧下降。排除以上能造成真空急剧下降的原因，最有可能的就是真空系统不严密，由于某种原因，造成突然大量漏气，大量空气进入凝汽器，进而造成机组真空急剧下降。此时，运行值班人员意识到极有可能是检修1#凝结水泵造成的，急忙去关紧进口水门、空气门，发现已关到位，而机组真空仍急剧下降致-65 kPa，由于接近-60 kPa 真空的停机值，且在1#凝结水泵解体前为发生真空急剧下降，故怀疑是空气门关不严引起的，而在泵检修前，泵内有凝结水注入，泵壳与泵体相对密封，故不会有大量空气漏入，而此次停泵检修时，泵解体，泵壳与泵体分离，空气直接进入泵壳，并通过空气门进入凝汽器，相当于凝汽器直接与大气连通，导致真空急剧下降。随后检修人员迅速恢复1#凝结水泵，在真空降到停机点前，将1#凝结水泵安装好，并送电做为备泵使用。真空也迅速上涨到正常范围。检修人员在下次停机时，处理1#凝结水泵，并更换空气门。

综上，机组在停运较长时间，开机前，应全面检查真空系统的严密性，并做严密性实验，或者用专用的检漏仪器检查，同时加强对后汽缸防爆膜这些容易的部位着重检查，并及时消除漏点，确保真空系统的严密性。在凝结水泵检修时，一定要确保在刚停运的泵内真空值降为“0”，即确定管道、阀门严密后，才能检修，否则立即停止检修作业，寻找原因。

3 结束语

本文对我厂在实际生产过程中遇到的由于真空系统不严密而导致的真空急剧下降进行了分析和总结。真空系统的严密性不仅影响汽轮机的效率和出力大小，更加关乎到整个汽轮发电机组的安全稳定运行。在今后的汽轮机运行与检修中，应该加强人员技术培训，提高人员技术水平，才能及时发现真空降低的原因，节约时间，减少浪费，保障机组安全。