浅析200MW级燃煤发电机组真空影响因素及解决对策

方磊

摘 要：为提高100～300MW燃煤发电机组的安全、经济、可靠性，延长其使用寿命，减少提前关停的风险，本文从凝汽器真空入手，分析了循环冷却水温度、循环水量、机组负荷、严密性等因素对真空的影响。通过试验，得出了机组负荷是对真空影响最大的因素，真空随机组负荷的增加呈线性下降，即每增加10MW的负荷，真空平均下降0.3kPa，最大可下降0.45kPa。因此，机组负荷在发生变化时，及时调整循环水的入口温度、冷却水量等因素，以提高机组效率及经济性。

关键词：真空；机组负荷；入口温度；循环水量；严密性

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）11-0064-02

1 引 言

随着经济的快速增长，人们对环境质量的要求越来越高，污染物排放量大户-燃煤电厂自然而然的受到了广泛的关注。各级政府纷纷出台各种超低排放政策、“煤改气”政策以及限制新建、扩建的煤电项目，以发展以清洁能源为主，可再生能源为辅的电力项目发展之路。但随着“煤改气”的步伐越来越快，我国部分地区出现了“气荒”，电力、热力的供给不足。如何在我国能源资源以煤为主的客观条件下，保证我国能源的充足供给是一个值得深思的问题。

当前，我国100MW以下的燃煤发电机组正迎来了关停潮，100MW以上、300MW以下的燃煤机组也将是下一步的关停的对象，如何使其在设计寿命还有十多年的情况下发挥更大的作用，减少大面积关停造成的供应不足，亟待解决。由于凝汽器真空高低直接对机组的安全、经济、可靠运行有着重大影响[1～6]，本文将选取某发电厂200MW级燃煤发电机组，从凝汽器真空入手，通过实际的运行参数，分析影响凝汽器真空的原因，以提高机组的热效率及延长其使用寿命。

2 燃煤发电机组凝汽器真空影响因素分析

凝汽器真空是指汽轮机排气压力，也有使用真空度来进行研究，即指汽轮机低压缸排汽压力占大气压的百分数，即：凝汽器真空度（%）=（1-（汽轮机排汽压力绝对值（kPa）/98.1（kPa））×100%。由于凝汽器排汽压力与饱和蒸汽温度之间存在一一对应的关系，本文将从冷却水温度、机组负荷、循环水量等入手，分析影响真空的因素。

2.1 冷却水入口温度对真空的影响

由于该厂采用的循环冷却水为江水，其冷却水温度取决于自然环境的温度。通过选取比较典型的、长期运行稳定的负荷工况下，在不同的冷却水温度下，凝汽器真空的变化。

通过图1得出，在150MW负荷下，凝汽器的真空随冷却水温度的降低而升高，冷却水温度降低2℃，凝汽器的真空上升0.38kPa；在160MW负荷下，凝汽器的真空随冷却水温度的降低而升高，冷却水温度降低2℃，凝汽器的真空上升0.48kPa，循环水入口温度的降低均提高了机组的运行效率。对于高负荷而言，循环水入口温度的降低对凝汽器真空的影响更显著。因此在运行过程中，应随负荷的增加采取措施降低冷却水进口温度，并经常性的清洗凝汽器管板、水管内侧等部位，加强换热强度。

2.2 循环水量对真空的影响

在一定的循环冷却水温度一定的情况下，通过调整循环水水量大小来维持凝汽器真空在较优值，对提高机组的效率具有重要的影响。通过调整循环水泵的电流，来研究循环水量大小对真空度的影响。

通过图2可知，在160MW负荷下，通过变频调节循环水泵出力，即循环水泵的电流从120A慢慢调节到130A，凝汽器的真空显著的提高，由94.8kPa提高到95.6kPa。而在初始增大循环水泵的出力时，凝汽器真空变化较快，上升的速率较快；而继续增大循环水泵的出力时，凝汽器的真空变化较小，基本处于不变的状态，说明此时的循环水量已经能满足要求，继续增大循环水泵的出力，只会增加能耗，而对凝汽器真空的增加无益，对机组的效率提升也无益。

2.3 机组负荷对真空的影响

在相同的循环水入口温度和循环水量下，机组的负荷大小对真空的影响较大。通过选取循环水入口水温在24℃，循环水泵的电流在130A，调节机组的负荷大小，研究对真空的影响。

通过图3可知，在其他条件不变的情况下，随着机组负荷的增加，凝汽器的真空是呈线性降低的。通过拟合曲线可知，每增加10MW的负荷，真空平均下降0.3kPa，最大可下降0.45kPa。可见机组的负荷是影响凝汽器真空的关键因素，在机组升负荷的过程中，要及时的提高循环水水量，以保持机组的较优的效率，降低机组煤耗。

2.4 系统装置严密性对真空的影响

凝汽器的空气来源有通过整个循环系统漏入或锅炉给水除氧不彻底等原因造成的。通过研究实际的运行参数发现，以漏入的方式进入凝汽器的量较小，但对系统运行的效率影响较大。主要是因为空气阻碍蒸汽放热，使传热系数减小，端差增大从而使真空下降。根据实际情况及分析研究，可采用调整汽轮机轴端汽封间隙，减小轴端漏汽量；运行中严格控制低压汽封供汽压力、温度，遇到汽封系统运行不正常，应及时进行分析，不可随意提高汽封供汽压力、温度；及时更换泄漏的阀门等方法来降低空气的漏入量。

3 结 论

由于汽轮机组真空系统设备多，节点多，导致真空的处理较难。本文针对几个大的影响因素，通过单一变量控制法，分析了各因素的变化对真空的影响，得出了相应的变化趋势，为实际的运行调整提供了经验，主要结论如下：

（1）循冷却水进水温度、水量，机组负荷，系统装置严密性等因素均对凝汽器真空有较大的影响，其中机组负荷的变化对凝汽器真空影响最大。

（2）凝汽器的真空随冷却水温度的降低而升高，冷却水温度降低2℃，凝汽器的真空上升达0.48kPa，提高了机组的运行效率。冷却水的进口温度主要决定于机组所在地的气候和季节。冬季冷却水进口温度低，真空高；夏季水进口温度高，真空低，应加强夏季冷却水进口温度的预冷却，以便提高凝汽器真空。

（3）通过变频调节循环水泵出力，即循环水泵的电流从120A慢慢调节到130A，凝汽器的真空由94.8kPa提高到95.6kPa。但水泵的出力不是越大越好，通过试验可知，在一定的负荷下，水泵的出力也是有最佳值的。

（4）随着机组负荷的增加，凝汽器的真空是呈线性降低的。通过拟合曲线可知，每增加10MW的负荷，真空平均下降0.3kPa，最大可下降0.45kPa。

（5）由于系統的不严密性造成空气漏入凝汽器的几率较低，但影响较大。运行中严格控制低压汽封供汽压力、温度，遇到汽封系统运行不正常，应及时进行分析，调整。

（6）在运行过程中，应随负荷的增加采取措施降低冷却水进口温度、加大循环水量、控制气封压力，并经常性的清洗凝汽器管板、水管内侧等部位，加强换热强度。通过运行试验，调节汽轮机的微增出力与循环水泵耗功之间的联系，降低厂用电率，提高机组运行经济性。

参考文献

[1]靳智平，王毅林.汽轮机原理及系统[M].北京：中国电力出版社，2004.

[2]李 勇，张宝东.330MW机组凝汽器真空低原因分析及处理[J].浙江水利水电学院学报，2017，29（3）：72～75.

[3]李永飞，卞 静.某电厂凝汽器真空低事件的分析及预控措施[J].电力安全技术，2017（05）：32～34.

[4]苑景凯.影响凝汽器真空的理论分析与真空治理[J].电站系统工程，2017（05）：44～46.

[5]陈小忠，崔国华，黄 宁.凝汽器真空维持系统节能优化及实施[J].仪器仪表用户，2017（06）：107～111.

[6]王寓文.汽轮机真空下降的危害[J].内蒙古煤炭经济，2016（23）：140～141.

收稿日期：2018-3-5