国产300MW汽轮发电机组凝汽器真空下降的原因及处理方法

马宇（大唐户县第二热电厂，陕西西安710302）

国产300MW汽轮发电机组凝汽器真空下降的原因及处理方法

马宇（大唐户县第二热电厂，陕西西安710302）

在火力发电厂中，汽轮机凝汽器真空是衡量机组经济性的重要指标，凝汽器真空过高或过低，不仅会影响汽轮机的热效率，而且也会影响汽轮机的安全。凝汽器真空越高，排汽温度越低，汽轮机热循环效率越高。

凝汽器真空；排汽压力；端差；循环热效率；处理方法

1 引言

大唐户县第二热电厂2×300MW机组汽轮机为哈尔滨汽轮机厂制造，原型号为N300-16.7/538/538，型式为亚临界一次中间再热双缸双排汽反动凝汽式汽轮机，额定功率（ECR）为300MW，最大功率（VWO）为335MW。经供热改造后型号为C240/N300-16.7/538/538，额定功率（ECR）为300MW，最大功率（VWO）为335MW，单台机组额定抽汽量100t/h，单台机组最大抽汽量200t/h。

真空系统主要由真空泵、气水分离器、冷却器及其连接管道、阀门组成。本厂300MW机组配备两台真空泵，每台真空泵容量为100%。

2 凝汽器真空变化的影响

凝汽器真空升高时，排汽温度下降，汽轮机热循环效率越高。但是凝汽器真空过高时，汽轮机排气损失会增大，可能使末级叶片过负荷和湿度增大，加速叶片水蚀。

凝汽器真空下降时，排汽压力升高，可用焓降减少，不经济，同时使机组出力降低。排汽压力升高，排汽温度也随之升高，排汽缸及轴承座受热膨胀，引起中心变化产生振动，还可能引起凝汽器冷却水管胀口松弛，破坏真空系统严密性。

3 影响凝汽器真空下降的原因

3.1 机组负荷的影响

机组负荷升高，汽轮机低压缸排汽量越大，凝汽器热负荷越高，凝汽器真空也会随之下降。另外，如果汽轮机组高、低压加热器退出运行，那么，这部分蒸汽就会进入凝汽器，凝汽器相应的热负荷就会增大，机组带同样的负荷最终排入凝汽器的蒸汽量就会增加，引起凝汽器真空下降。

3.2 循环冷却水量不足或中断

凝汽器中，循环冷却水进口温度和出口温度之差称为冷却水温升，它反映了凝汽器的换热能力。当进入凝汽器的蒸汽量一定时，冷却水温升主要取决于循环冷却水量。循环冷却水量减少或中断时，则冷却水温升增大，其对应的低压缸排汽温度升高，真空下降。

3.3 各高压蒸汽疏水的影响

高压蒸汽疏水的影响主要是高压阀门在运行中如果误开，那么高温高压蒸汽就会直接进入凝汽器，凝汽器热负荷迅速增加，从而使凝汽器真空降低。

另外，高压疏水阀门在运行中由于高压蒸汽的冲刷而关闭不严密，使部分高温高压蒸汽进入凝汽器，这部分蒸汽流量虽然不是很大，但是这部分蒸汽焓值很高，焓降很大，从而对凝汽器排汽温度影响很大，使得凝汽器真空降低。

3.4 凝汽器钢管脏污或堵塞，端差明显增大

凝汽器铜管脏污或折流通道堵塞，导致凝汽器阻力、热阻增大，传热系数降低，最终降低了凝汽器换热效果，导致凝汽器真空下降。

3.5 真空系统泄漏或有关阀门误动、关闭不严密

处于真空状态下真空破坏门、低压缸缸体仪表管接口、低压缸安全膜、凝汽器喉部伸缩节、凝汽器热井人孔门、轴封加热器，以及各级回热系统和疏水系统，由于安装焊接质量和各种不确定因素，形成漏点，导致空气漏入，造成真空下降。

3.6 真空泵系统工作异常

真空泵原理就是靠叶轮在密闭的环境中高速旋转产生负压的，任何泄漏都会造成负压降低，所以真空泵的油封损坏自然会影响寿命，造成真空下降。

真空泵入口管带水引起真空泵的抽吸量减少，也会造成真空下降。

另外，凝汽器热井水温过高，真空泵抽的不止是系统内的空气，还有水自身汽化的一部分气体，导致抽气量不够，造成真空下降。

3.7 轴封供汽压力降低

轴封供汽压力过低时，汽轮机轴端的严密性下降，使高压侧轴端的漏气增大，低压缸和中压缸后部也会漏入空气，造成真空下降。

3.8 凝汽器水位过高，淹没冷却水管或抽汽口

凝汽器水位过高，淹没铜管使凝结水过冷却，过冷却度增加；同时使汽-水换热面积减少，传热量、传热温差增大，排汽温度升高，造成真空降低。

3.9 轴封加热器、给水泵密封水回水水封破坏

密封水压力稳定时，密封水回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，携带的空气量增加，致使水封筒内水封被破坏，造成密封水回水管内气、水混合进入凝汽器，造成真空下降。

3.10 凝结水补充水箱水位降低

凝结水补充水箱主要承担着给凝汽器补水的作用，正常情况下，补水依靠虹吸作用，再通过补水调节门自动调节，将凝结水补充水箱中的水源源不断的补到凝汽器中。当凝结水补充水箱水位降低时，虹吸现象就会遭到破坏，补水中断，补水系统就会漏入空气进入凝汽器中，造成真空下降。

4 凝汽器真空下降的处理方法

（1）发现真空下降时，应立即对照其它真空表、排汽缸温度表进行确认，并迅速查明原因进行处理。

（2）真空下降时，应监视汽轮机各轴承振动、推力轴承金属温度、排汽缸温度、调节级压力和各监视段压力在规定范围内，若参数超过正常范围时，应适当降低负荷使参数回到正常范围内。

（3）循环水减少或中断：

①若主机负荷在90%以上，两台循环水泵运行时一台泵跳闸，应立即降负荷至50%左右，检查确认跳闸泵无明显异常后，可强投一次跳闸泵，维持真空在-81.07kPa以上。

②若循环水泵电源中断，两台泵均跳闸时，应立即按破坏真空紧急停机处理，并注意低压缸薄膜安全阀动作情况，检查关闭高、低压旁路，关闭主、再热蒸汽管道至凝汽器疏水。厂用电恢复后，待低压缸排汽温度降到50℃以下时，方可向凝汽器通水。

③若因循环水泵入口滤网堵或水塔水位低造成循环水量减少，应立即清理滤网或向水塔补水。

④若运行泵跳闸，备用泵未联动，应立即手动启动。

⑤若凝汽器落水，应立即开启凝汽器上水室空气门排空气。

（4）若真空泵汽水分离器水位过低，应查明原因，补水至正常水位。

（5）若真空泵入口密封水温度升高，应开大密封水冷却器冷却水门。

（6）凝汽器热井水位高：

①若运行凝结泵跳闸，备用泵未联动，应立即手动启动。

②若运行凝泵工作异常不能立即恢复时，应立即启动备用泵。

③凝汽器补水调节阀自动失灵时，应立即切除自动，手动调整，使凝汽器水位恢复正常。

④若凝汽器钢管大量泄漏，化学化验凝结水硬度大于2.0μmol/L时，应减负荷到额定负荷的60～70%，停止半侧凝汽器运行，进行查漏。凝汽器查漏期间，应注意3、4号轴承振动、油温和轴承金属温度。

（7）轴封系统工作失常：

①若溢流站调节阀失灵，应手动调整维持正常轴封母管压力，母管压力维持不住时，立即开启备用汽源供汽门。

②开、停机时，轴封供汽调节阀失灵，应开启调节阀旁路门手动调整，并关闭调节阀前后截止门。

③若为小机漏真空引起，应检查小机密封水回水门开度，排汽蝶阀位置等，无法恢复时，关闭排汽蝶阀，停止小机以维持主机真空。

（8）真空系统漏空气：应对真空状态下运行的设备、系统阀门全面检查，发现泄漏及时处理。

（9）若凝汽器钢管脏污或堵塞，端差增大，应及时投入胶球清洗或解列清扫。

（10）如果在机组正常运行时，刚进行完某项操作，真空下降，应立即恢复原运行方式。

（11）若在处理过程中，汽轮机真空降至-81.07kPa时，备用真空泵应联启，同时发“凝汽器真空低”报警信号。当真空继续降低时，应立即降负荷，真空每下降1kPa，减负荷50MW，当减负荷至30%额定负荷时，其真空值仍不能恢复，并且持续时间达60min时，应立即减负荷到零，手动停机。

（12）若在处理过程中，当汽轮机真空降至-77.69kPa时，低真空保护动作停机，保护拒动时立即手动停机。

（13）若由于机组甩负荷影响真空时，甩负荷后空转运行时，允许最低真空值为-87kPa，排汽温度应＜80℃，运行时间应少于15min，否则打闸停机。

5 结束语

综上所述，汽轮机的凝汽器真空过高或过低，对汽轮机运行都会产生不利影响。尤其是凝汽器真空下降后，排汽压力升高，使汽轮机的轴向推力增加，排汽的容积流量减小，末几级叶片会产生脱流及旋流，同时还会在叶片的某一部位产生较大的激振力，有可能损坏叶片。所以，汽轮机正常运行中要对凝汽器真空高度关注和监视，发现凝汽器真空下降时，要认真分析，及时排查原因，采取关断措施，必要时紧急停机，以防止扩大事故，影响汽轮机的安全稳定运行和使用寿命。

［1］电厂汽轮机原理与系统.中国电力出版社，1996.

［2］火电厂集控运行.中国电力出版社，1997.

［3］《电力行业标准编写基本规定》（DL/T600-2001）.

［4］工业汽轮机技术问答.化学工业出版社，2009.

［5］国家电力公司.防止电力生产重大事故的二十五项重点要求.2000.

TM311

A

2095-2066（2016）30-0117-02

2016-10-10

马宇（1975-），男，工程师，本科，主要从事电力工作。