直接空冷机组真空下降的原因分析及处理措施

钟卫虎

摘  要：随着我国电力工业的迅速发展，空冷机组在我国北方富煤少水地区得到了广泛的应用。大型空冷机组的长时间运行，增大了真空系统漏气的几率，直接空冷机组真空下降会导致机组的运行效率下降，增加煤炭的消耗，同时也会影响机组的安全运行，影响火电厂的正常运行。因此，维持直接空冷机组的真空是确保真空机组安全运行的基础。本文分析了引起直接空冷机组真空下降的主要原因，并提出了预防直接空冷机组真空下降的措施，以供参考。

关键词：直接空冷  真空下降  严密性  原因分析  处理措施

中图分类号：TM621                          文献标识码：A                 文章编号：1674-098X（2020）08（b）-0075-03

Abstract： With the rapid development of China's power industry， air-cooled units have been widely used in the areas rich in coal and low in water. The long-term operation of large-scale air-cooled units increases the probability of air leakage in the vacuum system. The vacuum drop of direct air-cooled units will lead to the decrease of unit operation efficiency， increase of coal consumption， and affect the safe operation of units and normal operation of thermal power plants. Therefore， maintaining the vacuum of direct air cooling unit is the basis of ensuring the safe operation of vacuum unit. This paper analyzes the main causes of the vacuum drop of the direct air-cooled unit， and puts forward the measures to prevent the vacuum drop of the direct air-cooled unit for reference.

Key Words： Direct air cooling; Vacuum drop; Tightness; Cause analysis; Treatment measures

直接空冷机组系统主要包括排汽裝置、排汽管道、空冷岛蒸汽分配管道以及系统管道上的各种阀门，膨胀节等。大型发电厂的直接空冷机组对于电厂的稳定运行具有重要的作用，随着我国电力工业的发展，大型电厂对于相关运行设备的要求也越来越高。但在实际中，一些大型电厂的直接空冷机组在实际运行中，存在真空下降的问题，经常会造成锅炉给水品质下降，煤耗增加，甚至会引起停机，威胁机组的安全运行。因此，研究直接空冷机组的真空下降的原因，并及时进行处理，对于火电厂的安全稳定运行具有重要的意义。

1  直接空冷机组真空下降的主要原因

1.1 真空系统的严密性差

1.1.1空冷岛蒸汽分配管和凝结水联箱泄露

这两个部件是现场组装到一起的，组装的方式主要是以焊接为主，由于焊接的面积比较大，焊接的部位比较多，如果操作不当就会出现焊接不牢的情况，引发空气泄露，实际上，在空冷机组运行中，该部位的空气泄露情况发生得比较多。

1.1.2 空冷岛排汽管道伸缩节泄露

在空冷岛和排汽装置之间有连接的排汽管道，管道的伸缩节可以很好地消除管道受热后的膨胀变形情况。在实际的机组运行中，伸缩节由于其特殊的结构，耐高压的性能不强，如果运行工况处于非正常状态下，就会出现裂纹，出现空气泄露的情况。

1.1.3 真空系统以及设备泄露

主要有低压汽缸法兰结合面不严、凝结水泵轴封以及入口的滤网密封不严、真空泵系统阀门以及法兰不严等。在机组的启动以及低负荷运行阶段，多数的机组回热系统处于真空状态，空气泄露的范围就会向高压缸、中压缸以及相关的其他设备和系统延伸。

1.2 空冷岛换热性能降低

1.2.1 风机单元格的风量不足

在实际的安装过程中，由于风机的叶片与风筒间隙安装不合理，没有达到要求的设计值，会导致风机出现出力不足的情况。此外，冷凝管之间的间隙过大、风机的甲板间隙以及单元密封板间隙不合理、单元间隔断门关闭不严等都会加大风机单元间的漏风量，这些问题都会让风机单元格出现风量不足情况，引起空冷机组真空下降。

1.2.2 外界环境的影响

外界环境的影响主要是气温以及风向、风速的影响。首先，气温方面，空冷机组的冷却介质是空气，受外界温度的影响很大。如果外界的气温升高，尤其是在夏季，空气的温度比较高，就会导致冷凝管的冷却效率下降，排汽的温度就会升高，真空压力就会下降。此外，冷凝管的表面积比较大，夏季光照充足，而且光照比较强，会导致冷凝管吸收大量的太阳热量，增加了冷凝管本身的热源，在高温天气，空冷机组的运行效率下降。其次，风向和风速的影响。风向和风速也会影响空冷机组的真空情况。空冷岛正面进风的情况下，空冷的换热性能是最佳的，正面进风可以让风机在单位时间内吸入更多的风量，而且换热后的二次风，也不会出现热风回流的情况。如果是空冷岛的两侧进风，就会让换热性能下降，因为进风的一侧在进行换热之后会被吹向另外一侧，增加了另外一侧空冷岛的热负荷，造成相同负荷运转下机组的真空差增大。此外，风速较大时，就会影响空冷风机的吸风能力，而且在进行换热后容易出现热风回流的情况，增大空冷岛的热负荷，因此，风向的变化以及过高的风速都会导致空冷岛的冷却效果下降。

1.2.3 真空泵冷却水温的影响

空冷机组抽真空的位置在空冷管的逆流管的顶端以及大排汽管道上，这些部位的温度比较高，尤其是在夏季，机组的背压升高，排汽的温度升高，真空泵吸入的蒸汽以及气体的混合物温度可以达到60℃左右，泵内的工作水温可以达到70～80℃，在此高温下，真空泵内的冷却水容易发生汽化现象，导致真空泵的性能降低，机组的真空下降。

2  直接空冷机组真空下降的处理措施

2.1 空冷岛系统泄露的预防

2.1.1 提高焊接质量

在现场的工艺焊接过程中，要提高焊接的质量，确保空冷岛蒸汽分配管和凝结水联箱能够很好地进行连接。焊接完成后，要进行风压实验，对空冷岛的负压系统进行全面的检查，确保无漏点，尤其是对焊点的部位进行认真的检查，防止运行后发生泄露情况。风压实验同时尽量配合抽真空实验，可以更好地提高真空系统的严密性，机组在投产运行以后，每月要定期地进行抽真空实验，结合实际工作情况，每月进行不少于两次的严密性实验，及时地排查漏点情况，确保机组的真空系统无泄漏。

2.1.2 定期检查受热部件情况

在机组运行的过程中，要定期地对于受热部件进行检查，检查有无发生膨胀情况，有无位置移动情况，有无松动情况等，避免部件局部的膨胀或者是位移受到阻碍，产生的应力过大导致部件的变形或者开裂等现象，出现真空下降，尤其是要加强对于排汽管道的伸缩节的检查，此部位易发生开裂现象，要经常对此部位进行检查，同时要确保机组的运行安全稳定，减少伸缩节的非正常受力情况。

2.1.3 定期检查真空系统及设备

定期检查排汽管道法兰的密封垫，确保法兰的密封性可靠。利用焊接的方式来加固管道的阀门，减少泄露现象。加强对凝结水泵轴封以及入口滤网的检查，查看是否存在密封不严情况，及时排除。在高温运行环境下，排汽管道的阀门门盖以及门轴等部件受热膨胀后，要及时进行紧固，定期更换排汽管道密封垫，防止出现泄露。

2.2 空冷島换热性能低的处理措施

2.2.1 严格按标准进行安装

设备的安装要严格按照图纸的设计要求进行安装，安装标准要符合各项规定，满足实际工况要求。在试运行阶段，要结合实际的情况，对叶片的角度与风筒的间隙进行调整，调整单元密封板的间隙以及风机甲板间隙等，确保风机的单元格密封性良好，不存在漏风现象。

2.2.2 科学安装挡风墙

安装喷淋设备，降低空气的温度，消除高温对真空的影响，确保机组在高温情况下能够满足运行要求。空气的温度以及风速、风向变化带来的不利影响，可以通过安装挡风墙来解决。挡风墙的设计安排要科学合理，要结合机组的实际布置情况，综合考虑当地的风况，真正起到挡风的作用，满足机组的实际运行要求。通过挡风墙可以有效防止风向以及风速变化引起的热风回流现象，最大限度消除外界空气紊乱流动给机组带来的影响，提高凝汽器的换热效率。

2.2.3 调节真空泵的冷却水温

在高温季节，要将真空泵热换器的工作水和冷却水的温度降低，防止出现由于高温引发的汽化现象。真空泵的冷却器要定期进行清洗，确保冷却水的压力以及水量满足工作要求。保证水环真空泵汽水分离器的水位合适，能够进行正常的内循环。

3  结语

直接空冷机组的密封性对于机组的安全运行具有重要的作用。在实际的生产中，需要对直接空冷机组定期进行检查，通过测漏仪以及科学的检测方法查找排除漏点，采取有效的措施防止真空机组出现漏气情况，确保机组的安全稳定运行。

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