真空严密性对机组的影响

刘力民

（神华国华北京热电分公司，北京 100000）

1 前言

凝汽器真空形成的原理：高温高压蒸汽在汽轮机各级动静叶内作功后成为乏汽排入凝汽器，乏汽与凝汽器管束进行表面对流换热和热传导，使汽轮机乏汽冷却后凝结成水流入凝汽器热井。由于蒸汽比容比水的比容要大，因此蒸汽所占体积比水的体积要大得多，蒸汽凝结后就在凝汽器内形成真空。

凝汽设备是凝汽式汽轮机的一个重要组成部分。由于设计、安装、检修、运行机制等方面的原因，在运行过程中时常会出现凝汽器真空偏低的现象。由于真空系统庞大并且影响真空的因素较多，每台机组的性能不一样，影响真空的原因也不一样，机组运行中凝汽器真空严密性试验不合格，始终是困扰运行人员的一大难题。如果凝汽器真空过低，不仅会引起蒸汽在机组中的有效焓降减小，还会导致汽轮机排汽温度升高，排汽缸变形和振动等故障。因此，凝汽设备的工作性能直接影响到整个汽轮机组的热经济性和安全性。凝结器传热端差增大，真空下降，机组运行安全系数降低，经济性降低：凝结器传热端差每增加1℃，汽耗率约增加0.25～3%。200MW汽轮机组真空系统管道多，范围广，系统复杂，寻找空气泄漏点有一定困难。

2 影响严密性的因素

国华北京热电分公司安装有2台ABB公司制造的DKEH-IND31型双缸双排汽凝汽抽汽供热机组，规程中规定：做严密性试验时，停止真空泵功能组，待真空泵入口门关闭后开始计时，试验做8分钟，每分钟记录一次凝汽器真空值，严密性合格参数为0.4KPamin(取后5min)。即为严密性合格，由此判定不存在漏入空气的问题。试验结束后启动真空泵，检查真空恢复正常。在数次严密性试验中，影响严密性的因素有：

2.1 给水泵密封水的影响

给水泵密封水经3级水封后回到凝汽器。其中第2级水封筒顶部接有带截断门的水封筒补水管，补水水源为凝结水。投入密封水自动，使密封水压力大于给水泵入口100kpa。密封水压力低时，由于给水泵机械密封的泵送作用，进入泵内的密封水是稳定的，而从轴与密封装置之间的间隙漏出的水量减少了，使空气可以进入密封水回水管，密封水携带的漏入空气在水封筒顶部积存。当密封水压力过低时，密封水回水携带的空气量增加，致使水封筒内水封很快被破坏，造成凝汽器真空下降。密封水压力一定时，如提高调速给水泵的转速或启泵时，由于转速立方与流量成正比，从而使进入泵内的密封水增多，从间隙漏出的水量减少，密封水回水管漏入空气。当积聚在水封筒顶部的空气过多时，水封筒内水封很快被破坏，造成凝汽器真空下降。

在做严密性试验时，将给水泵密封水回水倒至排地沟后，凝汽器真空不再降，说明水封筒是严密的。由于水封筒至凝汽器的管路是从水封筒第3级顶部中间接出，水封筒顶部存在空间，造成随密封水回水漏入的空气在水封筒顶部积存，当空气积聚到一定程度时水封筒内水封遭到破坏，造成密封水回水管内气、水混合进入凝汽器，使真空下降。通过现场试验发现，当冬季抽汽采暖全部投入凝汽器真空高时，给水泵密封水水封筒被抽空，空气经给水泵回水至凝汽器管路进入凝汽器而影响真空；相反，当夏季由于循环水温度高（河水开式循环）凝汽器真空较差时，由于给水泵密封水水封筒可以保持筒内水位，从而保证凝汽器真空不受密封水回水的影响。

2.2 轴封加热器的影响

由于调整不当或是轴封系统本身的原因使轴封加热器满水或是无水，将导致凝结器真空下降。造成轴封加热器满水或是无水的原因可能是轴封加热器铜管泄漏；轴封加热器至凝结器热水井的疏水门开度不足，或是疏水门故障；轴封加热器汽侧进、出口门开度不足，疏水量减少，使轴封加热器无水。若是轴封加热器满水，则汽轮机的高、低压缸前、后轴封处会大量冒白汽，而此时轴封压力会上升，严重时，造成轴封加热器的排汽管积水，使轴封加热器工况发生变化，导致真空下降；若是轴封加热器无水，则大量的轴封用汽在轴封加热器中未进行热交换就直接排入凝结器内，增加了凝结器的热负荷，导致真空下降。当确证为轴封加热器满水或无水造成凝结器真空为缓慢下降时，检查轴封加热器的水位是否正常，若是满水则开启轴封加热器汽侧排汽管上的放水门排水至有蒸汽流出为止，同时检查轴封加热器的汽侧疏水门是否已达全开位置。若是轴封加热器无水或水位低，则将轴封加热器的水位调至4/5，严密性试验合格。

2.3 热网加热器的影响

热网加热器系统不严漏空气：运行当中热网加热器内部经常是负压的，所以，当热网加热器系统不严就会漏进空气，空气系统与凝结器相连，从而空气进入凝结器影响其真空。

2.4 负压系统的影响

凝汽器本身体积庞大，有大量的焊缝，在开、停机疏水过程中，凝汽器喉部产生较大的温差，容易产生热应力和热变形，产生裂缝，运行中也使空气漏入凝汽器，影响真空。这类真空下降的特点是下降速度缓慢，而且真空下降到某一程度后即保持稳定不再下降，这说明漏空气量和抽气量达到平衡。与真空系统连接的一些管道、法兰、焊口、人孔门、安全门、通大气的隔绝门和放气放水门以及水位计等处不严密部位都容易泄漏。漏空气点在正常运行时处于微真空状态。做真空严密性实验时,就地检查可以发现运行中的低压加热器玻管水位计无水位指示。这时由于低压加热器无水位，抽汽未能进行热交换就直接排向凝结器热水井，使凝结器热负荷增大，真空下降。低压加热器水位正常后，真空严密性合格。

3 结语

综上所述，机组运行中最主要的问题和难点是真空系统泄漏。由于凝汽器真空系统组成复杂结构庞大，影响凝汽器真空的因素较多，需要我们大家在工作的过程中，不断地总结和提高各方面的知识与技能。只有通过定期进行真空系统严密性试验，通过检修人员和运行人员反复仔细查找，才能控制系统的泄漏量，才能维持凝汽器的正常运行，才能确保机组运行的经济性和安全性。

[1]中电国华北京热电分公司企业标准－集控运行规程[S].

[2]杨善让.汽轮机凝汽设备及运行管理[M].北京：水利电力出版社，1993.

[3]沈振飞.汽轮机辅助设备[M].北京:水利电力出版社.1987.7.