机械与自动化 198 2018 年 5 月 03 汽轮机真空降低的原因分析及处理方法 闫 昊 唐山钢铁集团有限责任公司能源科技分公司检修中心,河北 唐山 063000 摘要:汽轮机真空度是热电厂考核的重要指标,热电厂汽轮机的真空度低于设计值运行,会严重影响汽轮机的安全性和经济性。如果汽轮机出现真空度下降的问题,就会导致机组整体的发电效率的降低。本文总结了造成热电厂汽轮机真空度低的原因,并提出了针对汽轮机真空度低的改进办法,对于汽轮机组的真空度提高有十分明显的作用。研究成果对于汽轮机的正常使用和维护具有重要意义。 关键词:汽轮机;真空降低;原因分析;处理方法 中图分类号:TK267 文献标识码:A 文章编号:1671-5810(2018)05-0198-01 引 言 汽轮发电机组所产电能来自于余热锅炉装置,在机组的负荷不发生任何改变的情况下,汽轮机的真空度发生下降。如果机组的真空度下降,那么其所需蒸汽量就要消耗掉更多,所以汽轮机发电机组在运行的环节中,其真空水平对运行的效率和经济性都产生直接的关系。 1 1 保持汽轮机真空度的意义 1 1 .1 汽轮机真空度降低的特征 汽轮机的真空度对于汽轮机组的运行安全、运行效率、运行稳定性和经济效益都有着十分明显的影响,是衡量汽轮机组运行状态的重要指标,也是热电厂的重要考核指标。汽轮机的凝汽器真空度降低对于汽轮机组的运行影响十分明显,从其他设备的运行状态也可以判断出汽轮机凝汽器的真空度是否正常。汽轮机真空度下降的主要特征包括:真空指示降低、排汽无温度升高、凝结水过冷度增加、凝汽器端差增大、汽轮机机组出现振动以及在调门开度不变的情况下,汽轮机的负荷降低。 1 1 .2 汽轮机真空度降低的危害 热电厂汽轮机的真空度低于设计值运行,会导致汽轮机组的排汽温度升高,显著影响汽轮机的经济性,如真空度降低 1%,汽轮机的热耗率增加 0.9%~1.8%,对于热电厂而言,耗煤量增加十分明显。另外,真空度降低之后带来的汽轮机组安全问题也十分严重,若排汽温度上升,汽轮机的排汽热压力升高,将导致排汽缸等其他部件受热膨胀、机组变形增加且不均匀,导致机组中心偏移,引起机组的震动异常问题,情况严重时,导致凝气器铜管的松弛、凝汽器的严密性遭受破坏,引起循环水短路。 2 2 热电厂汽轮机真空度低的原因 2 2 .1 循环水的影响 凝气器通过冷却管内循环水将进入凝气器内蒸汽的汽化潜热带走,蒸汽便凝结成水,当排汽凝结为水之后,体积急速减小,造成高度真空,这是凝气器内真空的形成原理。若循环水不足,会出现凝气器内的真空度降低,热交换效率降低。凝气器内铜管堵塞、循环泵供水量减少都可以引发循环水不足的情况。其中,铜管堵塞会导致循环水压增加;循环水泵噪声、电流波动、真空表指针摆动,可以判断出循环水泵的工作状态异常、供水量减少。 2 2 .2 循环设备的影响 循环设备对于汽轮机的真空度影响较为明显,若循环设备出现问题、工作状态不正常,则直接或者间接造成真空度的降低,并影响汽轮机组的安全运行。循环设备中轴封和真空泵都可能出现运行故障。轴封可能出现供汽不足或中断的情况,将导致真空状态的部位漏进不凝结气体,并最终形成过多的不凝结气体在凝汽器中滞留的现象,影响凝汽器中的热交换,以至于凝结水过冷度增大、真空度迅速下降,严重情况下会导致转子收缩、胀差向负方向变动。 2 2 .3 凝气器的影响 凝气器出现的故障种类较多,如凝气器满水、凝气器传热恶化、凝气器水侧泄露和凝气器真空系统不严密等。其中凝气器满水或者水位过高,造成凝气器铜管被水淹没,露在水面外的铜管面积减少,蒸汽的冷却面积减少,降低凝气器的冷却效果,使得排汽压力升高、真空度降低。 3 3 针对真空度低的改进办法 3 3 .1 循环水流量和水温的控制 循环水流量的控制需要加强循环水供水设备的维护工作,对冷却水流量和流速进行合理控制,如在循环系统中接入两个循环泵,一个工作,另一个备用,并加强循环系统设备的监控。还有,应当确保冷却水的分布均匀,防止出现两侧冷却水流量不均匀导致两侧温差较大的情况,应当保证排汽装置的清洁,并适当打开拍空气阀门,保证循环系统中的空气能够排出,减少系统阻力,保证热交换效率。循环水水温控制主要与冷却塔的工作性能有关,应当及时补充冷水并保证循环水不出现明显的减少,其中对于冷却塔的定期检查是十分必要的可以明显降低循环水的水温,提高凝气器的热交换效率,最终提高汽轮机组的真空度。 3 3 .2 真空系统的严密性控制 真空系统是否严密直接关系到凝气器的真空度和汽轮机系统的安全性,因此必须十分重视。应当加强汽轮机真空系统的严密性监测,对于出现真空系统严密性异常的情况应当及时检修,严格控制汽轮机真空系统的漏气、漏水现象。目前的检测方法包括真空灌水法和氦质谱检漏法。其中,氦质谱检漏法更为安全和有效,是目前使用较多的检测方法。 3 3 .3 辅助系统的改进 为保持汽轮机循环系统的清洁,应当定期检查凝气器铜管是否出现结垢、腐蚀现象,对于出现循环系统清洁度不达标的情况,应当采取合理的方法对其进行清洁,若采取凝气器胶球自动清洗装置时,可以通过提高其清洁效率来实现清洁工作。另外,真空泵的工作情况也应当给予重视,应当对其进行定期的检查,确保真空泵的工作效率。 3 3 .4 重视预防措施的管理工作 真空度降低的原因较多、后果严重。因此,真空度降低的预防工作是十分必要的。但其实际工况复杂、预防难度大,必须通过保证日常的管理工作来实现,因此必须提高工作人员的预防管理意识和能力。在日常管理工作中,应当加强设备的检查工作,如封头是否漏水、真空泵是否损坏;还应该加强设备运行状态的检测工作,如凝气器水位和真空度等指标。应当根据实际情况合理制定日常管理的检查和检测内容,确保汽轮机组能够保持正常的真空度值。 4 4 结束语 影响汽轮机真空度的因素较多,当出现汽轮机真空度低于设计值的情况,应当认真分析其形成的原因,并采取相应的措施,只有保持汽轮机的真空度在合理范围内,汽轮机组的工作性能才能达到最佳状态,才具有较高的经济效益。本文对于一些常见的引起汽轮机组真空度低的原因进行了总结,并给出了相应的解决措施,但这些解决措施的相关研究仍需继续进行。 参考文献 [1]王红军,李淑珍.火电厂 300MW 汽轮机真空度低的原因及改进[J].能源与节能,2016(12):42-43. [2]张兴华.火力发电厂汽轮机凝汽器真空度低原因分析及措施探讨[J].科技展望,2016,26(25):59+61.