电厂冷凝器真空下降的诊断方法与干预措施

2021-04-02尹训利

商品与质量 2021年12期

尹训利

中核核电运行管理有限公司浙江嘉兴 314300

1 冷凝器真空的建立和维持

冷凝器与抽真空系统一起将做过功的低压缸排汽或旁排系统排放的蒸汽冷凝成水，为汽轮机建立和保持持真空和水循环，维持最佳的热循环效率[1]。

在机组启动时，利用抽真空泵将冷凝器及汽轮机、给水加热器、除氧器等设备中的空气抽出，此时建立真空的快慢由真空泵的容量及系统的严密性决定。机组冲转后，汽轮机排汽中带着一些不凝结气体，以及空气漏入真空系统中。这两部分气体的存在，给冷凝器的安全、经济运行带来了如下一些不利的影响：①真空降低，使冷凝器端差增大，降低热效率；②有不凝结气体分压存在，使凝结水产生过冷度；③水中溶解氧的存在，造成设备与管道的氧腐蚀。

真空泵的作用就是：在机组启动时建立初始真空；在机组正常运行期间，维持冷凝器的真空，并有相关逻辑动作。

2 某电厂真空系统的运行方式

该厂真空系统配备有一台启动真空泵和三台维持真空泵，均为水环式真空泵。汽轮机冲转之前，首先应投运1台启动真空泵和3台维持真空泵。

3 影响真空的因素

在实际运行中，影响冷凝器真空度的因数很多，主要有：机组功率、冷却水温度、流量、冷凝器管束表面的清洁状况，以及真空系统的严密性等。实际运行中冷凝器内的压力可由与之对应的饱和蒸汽温度tS来确定，其有以下影响因素。

◆冷却水量DW（或冷却水温升⊿t）对凝气器真空的影响。当凝气量（蒸汽负荷）DC增加，温升⊿t增大，冷凝器内真空降低。当冷却水量减少，冷却水流速降低时，冷却水吸热量将增加温升⊿t升高，排汽温度ts升高，真空降低。

◆冷却水入口温度对冷凝器真空的影响。冷凝器入口冷却水温度越高，则冷凝器出口冷却水温度tw2越高，凝结温度ts也越高，对应冷凝器的真空值就越低，真空效果越差。

◆传热端差δt对冷凝器真空的影响。取决于其构造、清洁状况、水的流量和流速，入口温度、换热面积，系统的严密性等。冷凝器在运行中δt的数值越小，表明其运行情况越好。

冷凝器真空下降的主要现象：汽轮机组的振动增加，存在异常啸叫声，真空表指示明显增大，排汽缸温度升高；必须查明原因及时处理。

4 冷凝器真空下降的原因分析及应对措施

根据冷凝器真空恶化速度的不同，分为真空急剧恶化和真空缓慢下降两种。

4.1 真空缓慢下降的诊断与干预

冷凝器真空缓慢下降，危害较小，要较长的时间寻找故障点，应从以下主要因素考虑：

（1）冷凝器循环水量不足、冷却水温度升高。当循环水量不足时，产生的乏汽在凝结器中被冷却的量将减小，使排汽缸温度上升，凝结器真空下降。夏季南方海水温度高达30℃以上，冷却效果下降，冷凝器真空也将逐渐升高。

诊断及干预：

（2）冷凝器热阱水位升高。冷凝器的热阱水位过高时，淹没凝结器钛管或者凝结器的抽汽口，影响了冷凝器循环水与汽轮机排汽间的换热，冷凝器的换热面积减少，真空恶化。

诊断及干预：

4.2 真空急剧恶化

冷凝器真空急剧恶化时如果处理不及时，将会迫使机组停机。务必迅速发现设备的故障点，确保安全、经济的生产，一般有以下因素造成。

（1）真空泵切换中发生真空下降。对真空的影响与操作的设备内容相关，严密监视，一旦有异常，应立即停止操作，将设备至于安全状态，迅速启动备用真空泵，并根据实际状况决定下一步行动。案例：某电厂在泵停运后未关闭入口阀门，导致密封水汽化后进入进入冷凝器，导致真空持续下降。应对措施：①在前会上,对发事故充分预想及干预措施；②现场增加醒目的标牌，要求在操作平稳；③操作手动隔离阀,需由两人一同进行。

（2）汽轮机轴封供气压力不稳。在机组升降负荷或在运行过程中，若轴封供汽压力异常或中断，真空会急剧恶化。案例：某电厂在大修后启动，汽轮机轴封有间歇性啸叫声，轴封加热器壳侧压力大幅度波动。应对措施：将轴封加热器壳侧的微负压到-7kPa，轴封蒸汽压力调升到为30kPa，维持1小时左右，抽出冷凝水，啸叫声消除后，重新将轴加热器壳侧压力和轴封压力调至正常即可。

（3）在升降功率中真空异常变化。鉴于末几级抽气在负压状态下运行，尤其当在快速升降功率各级抽气压力会有很大的变化，直接导致冷凝器真空的快速恶化。应对措施：采取维持该功率台阶一段时间，若不能维持应当将设定值回调至先前功率水平。

4.3 真空恶化时原则性干预措施

①监视汽轮机参数，凝结水温度、液位，冷凝器真空和低压缸排气温度。②如果进行过影响冷凝器真空的操作，则按照以下步骤进行处理：关注切换过的真空泵，轴封蒸汽运行状况，保证正确运行配置；关注冷凝器水室的隔离操作，对应的抽真空阀门在关闭位置；检查备用真空泵运行正常。③如果冷凝器真空逐渐缓慢上升，执行以下步骤：手动降功率；确认启动真空泵并监视；确认汽轮机自动脱扣，否则手动脱扣汽轮机[2]。