大型火电厂汽机真空系统经济性探讨

盛权

摘 要：汽机真空系统对整个火电厂的安全、经济运行有着重要影响，真空系统的恶化将直接引起汽轮机组经济性降低，甚至危及机组安全。因此，必须优化汽轮机真空系统，以此来保障汽轮机运行的安全性和经济性。本文分析了影响汽机真空的因素及其解决措施。

关键词：火电厂;汽机真空系统;问题;措施

汽輪机真空系统是火电厂重要的系统，其影响因素众多，平常运行中问题原因复杂，但其对发电厂的煤耗影响大，故要高度重视火电厂汽机真空系统，所以，保证真空系统的最有利真空，是火电厂要做好的重要内容。而机组真空系统受到凝汽器传情况、真空系统严密性状况、冷却水的温度、流量、机组的排汽量等因素制约。因此，有必要对机组真空度下降的原因做出分析，便于及时查明原因，并采取有效措施予以解决，从而确保机组的安全经济运行。

一、汽机真空系统作用

建立和维持汽轮机机组的低背压和凝汽器的真空。正常运行时不断地抽出由不同途径漏入汽轮机及凝汽器的不凝结气体。这些不凝结的气体若不及时除去，会积聚在凝汽器管束的表面，阻碍蒸汽凝结放热，从而影响凝汽器的真空度，并使凝结水的过冷度增大，进而降低机组效率。

二、汽机真空系统真空异常的危害

1、真空过高的危害

①在设计工况下，凝汽式汽轮机最末级喷嘴汽流一般是处于临界状态，背压降低将使蒸汽进一步在喷嘴斜切部位膨胀，末级隔板前后压差增大，而造成隔板过负荷。

②若背压继续降低，最末级动叶中将出现临界工况，这时动叶前的压力并不随背压降低而降低，动叶后的压力下降，使动叶前后压力差增大，造成动叶过负荷并引起轴向推力增大。

③若背压继续降低，则蒸汽在动叶外膨胀不能产生有效功，因此背压降低不能再增加汽轮机功率，这不利于汽轮机的安全和经济性。

④真空过高，排汽温度低而湿气增加，末级叶片水蚀加剧。

⑤对低压缸与轴承座一体设计的机组而言，真空过高有可能使低压缸中心发生偏移，这是造成机组振动的一个原因。

2、真空过低的危害

①排汽压力升高，可用焓降减小，不经济，同时使机组出力降低，这样必须要增加进汽量来维持要求负荷，容易使调节级过负荷，机组轴向推力增加。

②排汽缸及轴承座受热膨胀，可能引起中心变化，产生振动。

③排汽温度过高可能引起凝汽器冷却水管松弛，破坏严密性。

④可能使纯冲动式汽轮机轴向推力增大。

⑤真空下降使排气的容积流量减小，对末几级叶片工作不利。末级要产生脱流及旋流，同时还会在叶片的某一部位产生较大的激振力，有可能损坏叶片，造成事故。

三、影响汽轮机真空的因素

影响汽轮机的因素较多，且比较复杂，其中主要包括真空的严密性、凝汽器传热特性、凝汽器载荷、清洁系数、真空泵的原动力不足、疏水系统出现大量的内漏、冷却水流量、循环水流量和进水温度等。

影响汽轮机真空的主要因素是真空系统出现泄漏点，导致真空偏低，真空下降会增加系统的耗能，所以电厂对真空系统很重视，对真空系统气密性有严格要求，火电厂真空系统的组成结构复杂，使用过程中可能会有多个点出现泄漏情况，所以要快速查找泄漏点，消除泄漏对真空系统的影响。使用时间较长的发电机组，操作和维修人员对设备的大概情况都比较了解，这种真空泄漏问题通常是设备老化造成，一般是低压旁路的法兰破裂泄漏，所以会发生真空气密性不良的情况，因此，首先要检查各焊点、接口处及经常受到热应力变化大的部位。对新的发电机组真空泄漏问题，要从运行操作上查找，比如水封是否封闭良好、轴封压力调整是否合理、疏水门的关闭情况等都会影响泄漏的发生，而新设备通常比较稳定，一般不会发生泄漏情况。

根据真空系统的泄漏情况分为一般泄漏、严重泄漏和超严重泄漏，泄漏的越严重对发电机组的不良影响越大，但泄漏越严重检查越容易，若严重泄漏的话，应排查法兰、低压缸安全阀、焊缝、疏水管道等方面。若真空系统的严密性不好，应先检查水封、低压缸安全阀、法兰等易出现问题的部位。当真空严密性变差的速度缓慢时，不容易判断出问题所在，但可先检查轴封系统的严密性，增加轴封供汽压力，若无效果在查找其他部位。

凝汽器又叫冷凝器，是汽轮机中重要的凝汽设备，凝汽器的工作原理是使蒸汽在凝汽器中凝结成水，凝汽器在汽轮机的排汽口处形成高度真空，目的是使蒸汽膨胀到最低压力，从而增大机组的比焓降，提高汽轮机的使用效率。凝汽器真空度对机组的运行安全和热效率有很大的影响，若凝汽器出现问题会导致汽轮机的热耗、汽耗增大，还有真空下降对汽轮机排气缸的温度也会有影响，温度上升导致汽轮机轴承中心偏移，汽轮机组出现严重的振动现象，所以在真空降低时的有效措施是增加蒸汽的流量，但这样会增加轴承推力，使轴承的负荷变大，从而影响机组的安全运行。

当机组的负荷升高时，汽轮机的低压缸排汽量就越大，凝汽器的负载也会变高，导致凝汽器的真空下降，当凝汽器的真空下降到一定数值时，要限制机组出力，来保证凝汽器的真空状态。凝汽器中漏入空气，会使凝汽器的换热效果降低，而且凝汽器的漏入空气的概率较大。

四、火电厂汽轮机真空系统问题的解决措施

在运行过程中对汽轮机真空下降的影响因素很多，所以要想一些有效可行的应对措施，当凝汽器出现漏气点时，要查找漏点，并将漏点堵死。循环水的温度受到天气的影响较大，这是无法避免的，但可通过改变冷水塔和循环水泵来弥补此问题。若真空泵出力下降，要检查真空泵分离箱的水位是否正常，如不正常可调节到正常水位，若真空泵分离箱温度过高，应增大冷却水的流量，来保持真空泵分离箱的温度正常，轴封压力应保持在一定的范围内，当压力过低时，可开大汽源。凝汽器的水位主要是依靠凝汽器的补水进行调节，水位过高时，应关闭补水，水位过低时，加快补水，以维持凝汽器的水位在规定范围内。

目前我国的能源需求量不断地增加，但能源短缺问题也日趋明显，为了满足人们的正常需求量，汽轮机真空系统是火电厂的重要系统，影响因素较多，对发电厂的煤耗影响也很大，所以要重视此问题，只有在火力发电汽轮机的节能方面想办法，而汽轮机的真空问题是影响其工作效率的重要因素，因此要加大力度，对汽轮机的真空问题进行有效分析，并通过科学的手段进行研究和改进工作，尽量避免能量损耗，增加汽轮机的工作效率，进而能直接提高企业的经济利益。

参考文献

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