电厂汽轮机真空降低的原因分析及处理

纪云峰 国电康平发电有限公司

凝汽器的作用是冷却汽轮机排汽，使其受凝结成水，形成高度真空。汽机内的蒸汽膨胀，比大气压力更低，实现多做功。作为汽轮机组的一个重要附属设备，凝汽器的真空度与机组运行的经济性、安全性密切相关。如果凝汽器工作状态恶化，会增加汽轮机汽耗、热耗，减少出力。汽轮机凝汽器真空下降，会导致汽机轴承中心偏移，排汽缸温度上升，甚至导致汽轮机组振动。直接威胁汽轮机转子尾部叶片的寿命。

一、汽轮机的组成与基本原理

汽轮机是一种精密重型机械设备，在高温、高压、蒸汽环境下高转速运行。汽轮机与蒸汽锅炉、加热器、凝汽器、发电机一起，组成发电设备。汽轮机本身由转动、静止部分组成，其中，转动部分（转子）包括主轴、联轴器、叶片、叶轮等；静止部分包括气缸、隔板、静叶栅、轴承、汽封等。汽轮机的主要工作原理是，锅炉产生高温蒸汽，高温蒸汽进入高压缸、中压缸，推动叶轮、叶片转动，带动主轴，从而使蒸汽热能转化为机械动能。接着，汽轮机的转子通过联轴器与发电机转子相连，这样，汽轮机的扭矩就传递给了发电机，发电机的转子就会转动，将机械动能转化为电能。

二、汽轮机凝汽器真空急剧下降的原因及处理

（1）循环水中断。循环水是汽轮机低压缸排汽的冷却介质，循环水的流量、温度影响低压缸排汽温度以及凝汽器真空。风力越小、环境温度越高，冷水塔淋水盘下落时，循环水换热效果越差，被风带走的热量越少，循环水温降越小，循环水温度越高。相同的凝汽器冷却效果下，增加循环水出水温度，也会增加对应的低压缸排汽温度，导致凝汽器真空下降。（2）抽气器工作失灵。抽气器效率降低或者工作不正常，与凝汽器端差增大有关，可以检查射水池水温是否过高，射水泵出口压力是否正常，电流是否正常，抽气器真空系统的严密性是否正常，有条件的可以对抽气器的工作能力进行试验。如果抽气器工作失灵，需要根据真空情况，及时降低负荷，迅速启动备用射水泵。如果无法维持，要注意紧急停机。

三、如何防范汽轮机的真空度下降问题

（一）缓慢开展混汽暖管工作

正常情况下，只有机组正式投入使用后才可以进行混汽的投入工作，同时，还需要开展相应的暖管工作。主要是因为在机组停止运行之后再次启动的时候，在混汽管道内部往往都会存在一定数量的空气积存问题。在开展混汽管道暖管工作的时候，积存的空气就会进入到对应部件内部中。暖管过程温度升高不要太快，升温最好控制在2～3℃/min的速度进行，严格控制温升速度，随时检查管道的热胀情况和机组是否受力，否则须减缓暖管速度或停止暖管，打开淋阀及疏水器，检查疏水系统是否通畅。开展暖管工作时做好如下几点：第一，内部压力的适当调高以及排空阀的适当开启。第二，电动阀的停止操作务必缓慢进行，主要目的就是为了在密切关注真空度的基础上，将管道内部积存的空气以合理的时间进行消化。

（二）工作循环水水面高度

需要在工作循环液面设置一定液面高度，如果液位太高，汽水分离会变得困难，排气会变得不畅通。当真空泵的真空度降低且真空泵电机负荷过高，甚至会发生自燃。为了避免液位过高，在真空泵到泵出口处设置有溢流管。汽轮机系统中使用的真空泵在正常运行期间吸入气体和蒸汽的混合物，水蒸汽被泵中的冷凝液吸收，当循环工作泵的流量增加时，水蒸汽超过溢流并从溢流管排出。在正常工作期间监视真空环的流量，通过溢流管检查排水情况，确认多余的水已从排水管中排出。此时，真空泵的流量增加，表明工作期间真空泵的液位很高。通过操作蒸汽分离点入口管的出水管或通过电磁阀的控制，可以适当地排出水。需要调节汽水分离的程度时，可以打开和关闭液位控制阀前面的手动门。汽轮机的真空系统真空泵运行时，工作液是在排水运行方式。尤其在冬季，真空泵会吸引混合物中不包含的许多气体，排气中会携带更多的水，并且使排气管变干，从而使真空泵处于真空状态。此时，通过放水来调节工作液的液位。

（三）轴承部位的合理检查

轴承自身作为汽轮机运转中的关键连接部分之一，对于整体机组的运行有着是十分重要的意义。因此在汽轮机正式投入运转之前需要针对其中的轴承及其相关部件的状态展开细致严格的检查工作，确保各个轴承及其相关部位在工作的时候始终处于稳定状态。同时，针对时常出现问题制定出相应的解决方案，确保问题发生后可以用最快的速度来解决。除此之外，在轴承相关部位上安装防轴电流设备，通过实时监测其工作状态，在温度过高之时及时采取相应的措施予以解决。问题解决后要先通过试运行，确保故障完全解决之后，再将汽轮机投入使用。

（四）循环水系统处理

由于开式循环水所取的循环水系统中含有很多漂浮物，需要将过滤器安装在循环泵的入口处、集水槽和循环泵池的入口处以及各循环泵的入口位置。通过对水生植物、小型水生动物如鱼虾、沉积物、蠕虫等进行拦截，能够有效消除由于水质导致的铜管堵塞，并在处理后获得预期的结果。除此之外，为了解决夏季水温过高的问题，主要是采用强流量换热处理方法，并将循环水流量从1500m3/h增加到3000m3/h。

四、结束语

综上所述，汽轮机凝汽器真空度与装置的安全稳定运行密切相关，在实际运行中，有多种原因会导致汽轮机凝汽器真空下降。需要相关人员熟悉设备和系统的特性，加强监视及管理，及时发现问题，并进行全面分析，查找原因并处理，使凝汽器在最佳真空状态，保证真空系统的稳定运行。