-汽輪機(jī)凝汽器真空度下降原因分析

1、汽輪機(jī)凝汽器真空度下降原因分析在現(xiàn)代大型電站凝汽式汽輪機(jī)組的熱力循環(huán)中，凝汽設(shè)備是凝汽式汽輪機(jī)組的一個(gè)重要組成部分，它的工作性能直接影響整個(gè)汽輪機(jī)組的安全性、可靠性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。汽輪機(jī)的真空下降會(huì)使汽輪機(jī)的可用熱焓降減少器綜合性.凝汽器的真空水平對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性有著直接影響，如機(jī)組真空下降1%，機(jī)組熱耗將要上升0.6%1%。因此保持凝汽器良好的運(yùn)行工況，保證凝汽器的最有利真空；是每個(gè)發(fā)電廠節(jié)能的重要內(nèi)容。而凝汽器內(nèi)所形成的真空受凝汽器傳熱情況、真空系統(tǒng)嚴(yán)密性狀況、冷卻水的溫度、流量、機(jī)組的排汽量及抽氣器的工作狀況等因素制約。因此有必要分析機(jī)組凝汽器真空度下降的原因，找出預(yù)防真空度下降

2、的措施，提高凝汽器性能，維持機(jī)組經(jīng)濟(jì)真空運(yùn)行,直接提高整個(gè)汽輪機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性。引起汽輪機(jī)凝汽器真空度下降的原因主要有循環(huán)水量中斷或不足、循環(huán)水溫升高、后軸封供汽中斷、抽氣器或真空泵故障、凝汽器滿水（或水位升高）、凝汽器結(jié)垢或腐蝕，傳熱惡化、凝汽器水側(cè)泄漏、凝汽器真空系統(tǒng)不嚴(yán)密，汽側(cè)泄漏導(dǎo)致空氣涌入等。就這些問題我將分別做出分析、闡述：一、循環(huán)水量中斷或不足循環(huán)水中斷循環(huán)水中斷引起真空急劇下降的主要特征是：真空表指示回零；凝汽器前循環(huán)水泵出口側(cè)壓力急劇下降；冷卻塔無水噴出。循環(huán)水中斷的原因可能是：循環(huán)水泵或其驅(qū)動(dòng)電機(jī)故障；循環(huán)水吸水口濾網(wǎng)堵塞，吸入水位過低；循環(huán)水泵軸封或吸水管不嚴(yán)密或破裂，使空

3、氣漏人泵內(nèi)等。循環(huán)水中斷時(shí)，應(yīng)迅速卸掉汽輪機(jī)負(fù)荷，并注意真空降到允許低限值時(shí)進(jìn)行故障停機(jī)。循環(huán)水量不足循環(huán)水量不足的主要特征是：真空逐步下降；循環(huán)水出口和人口溫差增大。由于引起循環(huán)水量不足的原因不同，因此有其不同的特點(diǎn)，所以可根據(jù)這些特征去分析判斷故障所在，并加以解決：若此時(shí)凝汽器中流體阻力增大，表現(xiàn)為循環(huán)水進(jìn)出口壓差增大，循環(huán)水泵出口和凝汽器進(jìn)口的循環(huán)水壓均增高，冷卻塔布水量減少，可斷定是凝汽器內(nèi)管板堵塞，此時(shí)可采用反沖洗、凝汽器半面清洗或停機(jī)清理的辦法進(jìn)行處理。若此時(shí)凝汽器中流體阻力減小，表現(xiàn)為循環(huán)水進(jìn)出口壓差減小，循環(huán)水泵出口和凝汽器出口循環(huán)水壓均增高，冷卻塔布水量減少，可斷定是凝汽器循

4、環(huán)水出水管部分堵塞，例如出口閘門未全開或布水器堵塞等等。循環(huán)水泵供水量減少，一般可從泵人口真空表指示的吸人高度增大、真空表指針擺動(dòng)、泵內(nèi)有噪音和沖擊聲、出口壓力不穩(wěn)等現(xiàn)象進(jìn)行判斷、此時(shí)應(yīng)根據(jù)真空降低情況降低負(fù)荷，并迅速排除故障。二、循環(huán)水溫升高當(dāng)電廠的循環(huán)冷卻水為開式水時(shí)，受季節(jié)影響大，特別是夏季，循環(huán)水溫升高，影響了凝汽器的換熱效果。當(dāng)循環(huán)水進(jìn)口溫度升高時(shí)，其吸收熱量就減少，蒸汽冷凝溫度就越高，冷凝溫度的升高可使排汽壓力相應(yīng)升高，降低蒸汽在汽機(jī)內(nèi)部的焓降，使得凝汽器內(nèi)真空下降。循環(huán)水溫越高，循環(huán)水從凝汽器中帶走的熱量越少，據(jù)測(cè)算，循環(huán)水溫升高5C,可使凝汽器真空降低1%左右。對(duì)于采用冷卻塔的

5、閉式循環(huán)供水系統(tǒng)，水溫冷卻主要取決于冷卻水塔的工作狀況。由于飛散及蒸發(fā)損失，循環(huán)補(bǔ)充用水是較大的，及時(shí)補(bǔ)充冷水是保持冷卻水塔有效降溫的重要方面，應(yīng)定期檢查冷卻塔內(nèi)的分配管是否正常，出水是否完好，這些因素都直接影響水的分布均勻性，影響其散熱性能，通過每年清洗墊料，真空可恢復(fù)2%-3%，這樣降低凝汽器進(jìn)口水溫是提高真空的有效途徑，這比提高循環(huán)水量更為有效。可見，循環(huán)水溫度對(duì)真空影響是很重要的。三、后軸封供汽不足或中斷后軸封供汽不足或中斷，將導(dǎo)致不凝結(jié)氣體從外部漏入處于真空狀態(tài)的部位，最后泄漏到凝汽器中，過多的不凝結(jié)的氣體滯留在凝汽器中影響傳熱，凝結(jié)水過冷度增大，不但會(huì)使真空迅速下降，同時(shí)還會(huì)因空氣

6、冷卻軸頸，嚴(yán)重時(shí)使轉(zhuǎn)子收縮，脹差向負(fù)方向變動(dòng)，軸封失汽，常由軸封汽壓自動(dòng)調(diào)節(jié)失靈或手動(dòng)調(diào)節(jié)不當(dāng)引起，都應(yīng)開大調(diào)門，使軸封汽壓力恢復(fù)正常，當(dāng)軸封汽量分配不均引起個(gè)別軸封漏人空氣時(shí)，應(yīng)調(diào)節(jié)軸封汽分門，重新分配各軸封汽量，汽源本身壓力不足，應(yīng)設(shè)法恢復(fù)汽源，軸封汽不足或中斷在處理過程中，應(yīng)關(guān)閉軸封漏汽門。四、抽氣器或真空泵故障抽氣器工作不正常引起真空下降的特征有：循環(huán)水出口水溫與排汽溫度的差值增大；抽氣器排氣管向外冒水或冒蒸汽；凝結(jié)水過循環(huán)度增大，但經(jīng)空氣嚴(yán)密性試驗(yàn)證明真空系統(tǒng)漏氣并未增加。引起抽氣器工作不正常的原因和處理原則如下：冷卻器的冷卻水量不足，使兩段抽氣器內(nèi)同時(shí)充滿沒有凝結(jié)的蒸汽；降低了噴嘴

7、的工作效率。此時(shí)應(yīng)打開凝結(jié)水再循環(huán)門，關(guān)小通往除氧器的凝結(jié)水門，必要時(shí)往凝汽器補(bǔ)充軟化水。冷卻器內(nèi)管板或隔板泄漏，使部分凝結(jié)水不通過管束而短路流出；冷卻器汽側(cè)疏水排出不正常，也可造成兩段抽氣器內(nèi)充滿未凝結(jié)的蒸汽。冷卻器水管破裂或管板上脹口松馳或疏水管不通，使抽氣器滿水，水從抽氣器排氣管噴出。噴嘴磨損或腐蝕，使抽氣器工作變壞。此時(shí)，抽氣器的用汽量將增大，通過冷卻器的主凝結(jié)水的溫升也增大。發(fā)生上述情況，應(yīng)迅速進(jìn)行處理，啟動(dòng)備用抽氣器或真空泵。五、凝汽器熱負(fù)荷過高由于機(jī)組主蒸汽管自動(dòng)主汽門前、調(diào)節(jié)汽門前疏水，低壓加熱器疏水以及抽汽逆止閥等多處疏水，均接入凝汽器，增加了凝汽器換熱強(qiáng)度，當(dāng)循環(huán)冷卻水量一

8、定或不足時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致凝汽器真空度下降。改進(jìn)的方法是將以上疏水系統(tǒng)加分流管道及閥門或直接接至電廠的疏水?dāng)U容器或疏水箱，以降低凝汽器的熱負(fù)荷。六、凝汽器滿水(或水位升高)凝汽器汽側(cè)空間水位過高引起真空下降的原因是：凝汽器汽側(cè)空間水位升高后，淹沒了下邊一部分銅管，減少了凝汽器的冷卻面積，使汽輪機(jī)排汽壓力升高即真空降低。如凝汽器水位升高到抽空氣管口高度，則凝汽器真空便開始下降。根據(jù)凝結(jié)水淹沒抽氣口的程度，開始時(shí)真空降低緩慢，以后便迅速加快，這時(shí)連接在凝汽器喉部的真空表指示下降，而連接在抽氣器上的真空表指示上升。如果不及時(shí)采取必要的措施，將有水由抽氣器的排氣管中冒出。造成凝汽器滿水的可能原因如下：凝結(jié)水

9、泵故障。凝汽器銅管破裂，此時(shí)凝結(jié)水水質(zhì)惡化。備用凝結(jié)水泵的進(jìn)出口閥門關(guān)閉不嚴(yán)或逆止閥損壞，水從備用泵倒流回凝汽器。正常運(yùn)行中誤將凝結(jié)水再循環(huán)門開大。七、凝汽器冷卻面結(jié)垢或腐蝕，傳熱惡化當(dāng)凝汽器內(nèi)銅管臟污結(jié)垢時(shí)，將影響凝汽器的熱交換，使凝汽器端差增大，排汽溫度上升，此時(shí)凝汽器內(nèi)水阻增大，冷卻通流量減小，冷卻水出入口溫差也隨之增加，造成真空下降。凝結(jié)器冷卻面結(jié)垢對(duì)真空的影響是逐步積累和增強(qiáng)的，因此判斷凝汽器冷卻面是否結(jié)垢，應(yīng)與冷卻面潔凈時(shí)的運(yùn)行數(shù)據(jù)比較。凝汽器冷卻面結(jié)垢的主要原因是循環(huán)水水質(zhì)不良，在銅管內(nèi)壁沉積了一層軟質(zhì)的有機(jī)垢或結(jié)成硬質(zhì)的無機(jī)垢，嚴(yán)重地降低了銅管的傳熱能力，并減少了銅管的通流面積

10、。當(dāng)結(jié)垢過多，真空過低時(shí)，就必須停機(jī)進(jìn)行清洗。一般情況下，采用酸洗后機(jī)組真空會(huì)明顯改善。八、凝汽器水側(cè)泄漏凝汽器銅管泄漏，是凝汽器最常遇到的故障之一。凝汽器銅管泄漏，將使硬度很高的冷卻水進(jìn)入凝汽器汽側(cè)，凝汽器水位升高，真空下降，此外還使凝結(jié)水質(zhì)變壞，造成鍋爐和其它設(shè)備結(jié)垢和腐蝕，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致鍋爐爆管。確認(rèn)凝汽器銅管泄漏時(shí)應(yīng)立即對(duì)銅管做堵管處理。九、凝汽器真空系統(tǒng)不嚴(yán)密，汽側(cè)泄漏導(dǎo)致空氣涌入真空系統(tǒng)不嚴(yán)密，存在較小漏點(diǎn)時(shí)，不凝結(jié)的汽體從外部漏人處于真空狀態(tài)的部位，最后泄漏到凝汽器中，過多的不凝結(jié)氣體滯留在凝汽器中影響傳熱，使真空異常下降，這類真空下降的特點(diǎn)是下降速度緩慢，而且真空下降到某一定值后

11、，即保持穩(wěn)定不再下降，這說明漏汽量和抽氣量達(dá)到平衡。真空系統(tǒng)不嚴(yán)密漏氣量增多時(shí)，表現(xiàn)的主要現(xiàn)象是：汽輪機(jī)排氣溫度與凝汽器出口循環(huán)水溫的差值增大、凝結(jié)水過冷卻度增大。此時(shí)應(yīng)立即查找漏氣原因和漏氣點(diǎn)并予以消除。下面介紹一下一般容易發(fā)生漏氣的地點(diǎn)，以便查找和消除。(1)軸封蒸汽未及時(shí)調(diào)整好造成軸封斷汽，使空氣從軸封處漏入，特別是在負(fù)荷突然降低時(shí)容易發(fā)生，應(yīng)十分注意。(2)汽輪機(jī)排汽室與凝汽器的連接管段由于熱變形或腐蝕穿孔引起漏氣。汽缸變形，從法蘭接合面不嚴(yán)密處漏入空氣。自動(dòng)排氣門或真空破壞門水封斷水。凝汽器水位計(jì)接頭不嚴(yán)密，或其它與真空系統(tǒng)連接的設(shè)備或管道上的計(jì)量表連接管有缺陷。真空系統(tǒng)的管道法蘭接

12、合面、閥門盤根等不嚴(yán)密，特別是抽氣器空氣抽出管上的空氣門盤根不嚴(yán)密等。十、虹吸破壞：虹吸被破壞時(shí)凝汽器進(jìn)水壓力升高，出水壓力到零。在相同負(fù)荷和進(jìn)水溫度下，凝汽器出水溫度升高，排汽溫度升高，真空下降。此時(shí)應(yīng)關(guān)閉出水門，開啟出水側(cè)空氣門，觀察真空變化，排完空氣后調(diào)整出水門，真空應(yīng)回升。(注意：兩側(cè)不能同時(shí)進(jìn)行)如循環(huán)水泵啟動(dòng)或轉(zhuǎn)換，管內(nèi)帶有空氣，應(yīng)將凝汽器水側(cè)排空氣門開啟，排完空氣后關(guān)閉。如凝汽器水室，出水管等處有不嚴(yán)的現(xiàn)象，應(yīng)在短時(shí)間內(nèi)消除。結(jié)論本文針對(duì)高壓加熱器偏離設(shè)計(jì)工況運(yùn)行，給水溫度達(dá)不到設(shè)計(jì)值的原因進(jìn)行的詳細(xì)分析，其原因是多方面的，要從設(shè)計(jì)、制造、安裝、檢修和運(yùn)行維護(hù)以及機(jī)組具體工況各方

13、面進(jìn)行分析和處理，才能保證其達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理的運(yùn)行狀態(tài)。本文通過對(duì)高加系統(tǒng)的運(yùn)行狀況分析，指出造成高加系統(tǒng)故障停運(yùn)的原因主要有：高加內(nèi)部管束泄漏、高加疏水系統(tǒng)泄漏、運(yùn)行操作失誤、高加熱工控制系統(tǒng)工作不穩(wěn)定等原因。并且針對(duì)上述原因，提出以下技改措施：高加投入或退出運(yùn)行時(shí)應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程；對(duì)疏水系統(tǒng)進(jìn)行改造，采用“汽液兩相流自調(diào)節(jié)水位控制器”；運(yùn)行人員要嚴(yán)格控制給水品質(zhì)，以防水質(zhì)不良造成腐蝕泄漏，熱工自動(dòng)調(diào)節(jié)要做好工作，使其能滿足各種工況下的水位自動(dòng)調(diào)節(jié)要求，保證調(diào)節(jié)性能良好，提高自動(dòng)投入率；提高熱工儀表保護(hù)的可靠性；加強(qiáng)高加停運(yùn)時(shí)的維護(hù)檢修。通過采取以上處理措施高加投入率會(huì)有較大的提高、給水溫度達(dá)到設(shè)計(jì)