凝汽器真空影响因素分析与提高真空的对策研究

中国能源建设集团东北电力第一工程有限公司 尚 伟

提高凝汽器的真空度可有效提高汽轮机动力装置的工作效率及热效率，当凝汽器真空度提高1千帕时空冷机组汽耗会降低2.0%左右。如凝汽器的真空度小于正常值时，会导致汽轮机动力装置的排汽温度升高，伴随着排气缸及轴承中心发生变形或位移，从而引起空冷机组出现振动故障。真空度过低还会导致汽轮机动力装置的循环热效率降低，有效焓降低。在道尔顿的分压定律中指出混合物的总压力等各组分气体的压力之和，因此据此计算出凝汽器的实际压力是由空气分压和蒸汽分压来共同决定影响的[1]。如空冷机组的真空严密性较好，凝汽器的压力与凝汽器的饱和蒸汽压力近似相等，可将凝汽器的饱和蒸汽压力视为凝汽器的压力，也被称为压力缸排气压力。

1 凝汽器真空影响因素

1.1 环境风速

空气在流动的过程中遇到障碍物时会在障碍物的迎风面形成漩涡，由于漩涡中心处于负压区，因此在漩涡中心处会吸收更多的空气，在障碍物的顶部空气会出现加速运动现象。在空冷机组的散热器上部散热后的热风由于处于负压区，会直接进入空冷风机的入口处，这样会提高入口风的温度，从而形成热风回流，降低空冷机组散热器的换热效率，降低空冷机组的真空度。在夏季，由于环境的温度较高，如环境风速较大会导致热等回流效应更加明显，导致空冷机组的真空度大幅度降低，不利于空冷机组的安全、稳定运行。

1.2 环境风向

环境风向对空冷机组的真空度将产生直接影响，特别是出现横向风或炉后来风对空冷机组的真空度影响更明显。如当出现炉后来风时，环境中的风会完全控制住空冷机组的空冷岛，导致其无法进行正常的气流循环，从而形成严重的热回流效应，这将会导致空冷机组的真空度急剧降低。此外，如两台空冷机组的空冷岛并列布置时，处于下风向的空冷翅片温度会明显高于处于上风向的空冷翅片，这也是热回流效应的体现，也会降低空冷机组的真空度。

1.3 空冷翅片脏污程度

在空气机组中起到换热作用的是空冷翅片，如空冷翅片的表面脏污或空气通道堵塞会严重影响凝汽器的换热效率。在我国风沙气候较多地区，空冷机组的空冷翅片表面更容易出现脏污现象，空气通道也可能会被沙尘等堵塞。如将空冷机组凝汽器的空冷翅片清洗后，空冷机组凝汽器的换热效率会明显提高，工作效率及空冷机组的带负荷能力会明显增大。

1.4 太阳辐射强度

空冷机组的冷端主要通过空气来进行冷却，但是空气的比热容比较小，所以需要将空冷机组的散热面积增大。但是空冷机组的散热面积增大就会吸收更多的太阳辐射能，管壁的温度会升高，从而会加大空冷机组的运行热负荷。这样在空冷机组中的热负荷需要通过对流、换热、导热等形式将热量传递到周围环境中，但是管壁的热阻较小，当管内和管壁温度升高温度值相同时，管内的温度升高就会导致空冷机组的背压增大[2]。因此，太阳辐射的强度在一定程度上会引起空冷这就的背压值升高，直接会影响空冷机组的真空度。

1.5 空冷风机集群效应

在空冷机组容量增大的同时，需增大凝汽器的空冷风机数量和机组散热面积。实验研究表明，当空冷风机的数量增加时，多台空冷风机并列运行会形成空冷风机集群效应，每台风机的工作效率就会降低。而当空冷机组的运行时，空冷风机的数量越多集群效应越明显，冷却的换热效率就会有所降低，导致凝汽器的真空度降低。

1.6 不同压段疏水因素的影响

在空冷机组的启动、停止的过程中存在高压、中压、低压三个阶段的疏水开启过程中，当疏水量达到工作需求时没有将疏水阀及时关闭，会导致凝汽器内部的饱和蒸汽温度过高，从而增加凝汽器的排气压力，影响真空度。甚至会出现安全阀膜破裂出现严重的空冷机组安全事故；抽真空泵分离器的水位的影响。在凝汽器的正常运行过程中真空泵起到维持凝汽器内部真空的作用，如果真空泵的分离器水位出现过高或过低现象，将会影响真空泵的正常运行，导致其抽真空的能力降低，从而影响凝汽器的真空度。

1.7 真空系统的严密性的影响

凝汽器真空系统的严密性是影响真空的重要因素，降低凝汽器真空系统严密性的原因主要有：凝汽器、加热器水位计如果出现破坏，存在漏点，就会导致空气进入凝汽器内部，降低真空系统的严密性；在凝汽器的消极排汽缸防爆门处、凝汽器入口管板处、凝汽器的入孔门处出现裂缝等导致空气进入凝汽器内部，导致真空系统的严密性降低；在凝汽器正常运行过程中，未将真空开关阀关紧，同样也会降低系统的严密性；凝汽器真空泵中的封闭水如出现终端的现象，就会导致真空泵的抽真空管道进入空气，降低真空系统的严密性[3]。

2 提高凝汽器真空的对策

2.1 对空冷机组进行有效维护

空冷机组处于正常工作状态时，也需按照固定的时间对机组进行有效监测，对于机组在运行过程中出现的一系列问题进行更加具体的分析，从而有针对性的对其进行维护，更好的保证机组工作状态。

如，技术人员若想使机组可保证最佳工作状态，首先需在对机组进行有效且详细检查的基础上，在真空条件下进行严密性实验。同时还需对真空系统中出现的漏洞进行有效检查，这样才可更好的对问题进行有效发现。而为保证机组的工作不因为日常的检查而暂时停止，还可在对机组进行停机检修的时间段内对机组进行有效风压检查，如检查过程中出现问题一定要马上进行处理。不仅如此，还需对空冷机组中的管束散热片进行有效、高频的清洁，同时进行维护保养。

尤其是针对于风沙较大的地区，空冷机组在进行运行时其管束的内部十分容易出现产生较大的灰尘，并可能会造成灰尘的挤压，更加难以去除，影响空冷机组的工作状态。针对这种情况，应按照固定时间更加详细地对机组中的散热片进行有效冲洗，利用这种方法可很好的降低事故发生的频率。对空机组中的疏水系统采取定期检查，及时发现疏水系统中的问题，可很好地降低阀门及疏水系统内部出现问题而对整个空冷机组造成损坏的几率。

2.2 保证风机转速处于相同水平

空冷机组的风机在进行运行的过程中存在着转速不一致的情况，而只有将风机的转速达到一定的数值时才可使得机组能够最大化的对真空进行有效提升。

如，技术人员可使各列中的单元热负荷更好的区域均等，如在某一列中的凝结水稳较低或其进行抽气的温度不高的情况发生时，可认为其发生了热负荷不均匀的情况，针对于这种情况首先应对空冷机组的背压进行有效提升，可使风机的转速得到有效的降低。如不能将背压进行升高则需运用备用真空泵。使用真空泵可更加有效的对当前各列之中的气流情况进行改变，从而使空冷机组的热负荷可更好的达到相同水平。这时就可更加有效的将抽气温差及相应的凝结水的水温控制在3摄氏度的范围内。

技术人员还需对当前环境中的风向及风速进行有效的监控，如出现不利于空冷机组的风环境，那么将会使得空冷机组的背压发生较大程度变化的情况。如果当前的风速已超过5米每秒的临界值时，空冷机组就十分容易出现热负荷不均匀的现象，这时一定要对其进行及时维修，从而有效的防止由于冷却单元产生不凝结气体的区域，使得空冷管束之中的液体发生凝固现象，导致管束冻结而致使液体也不进行流动。

2.3 在寒冷气候条件下对空冷机组采取防冻保护措施

当空冷机组处于不同的气候条件下时，技术人员应该根据气候的实际情况选择不同的措施对其进行针对性的适应。尤其是在较为寒冷的冬季，此时由于机组的气温较低，所以会使得机组所需的煤量较低，为了更加经济的运行，机组在冬季运行时的情况较多[4]。

如，技术人员可对空冷机组采取防冻措施来对机组进行保护。具体来说可以凝结水的温度作为衡量标准，当凝结水的温度位于25摄氏度以下且已保持此温度达30秒左右，那么热工人员就需要对该顺流风机的转速进行有针对性的降低，一直到风机停止运行为止。直到水温可得到30摄氏度以上时才可停止顺流风机，让转速更好的下降。针对于其他的情况来说，无论那一列的抽气温度在25摄氏度以下或在20摄氏度以上时，都需对风机进行30秒左右的保持时间，再对上一步骤进行有效的重复。

2.4 有效控制疏水阀门

空冷机组的正常启动时一定会进行一些相应的操作，同时还需要注意的是如果想要使得空冷机组保持在一定的状态时也需要对其进行相应的操作。因此技术人员可对两种措施进行有效的合并，发现两者之中的共同点来完成两种情况的操作。

例如，技术人员可通过将疏水阀门进行开启，利用此种操作来对空冷机组进行有效的启动，并一直将其保持在高效运行的状态之下。首先需要将空冷机组之中的高压、中压、低压三种压力之下的疏水阀门共同进行开启，再将此种现象进行开启或是进行保持以后，则还需要注意到其他方面的问题。比如说如果将疏水阀门按照上文所述的方法进行开启，那么不可避免的会将数量巨大的高温疏水以及一些高温蒸汽对凝汽器中进行传输。此时就需要更加细致的调节阀门的开启以及进行关闭的时间，在完成疏水的相关操作以后一定要对阀门及时、有效的进行关闭操作，保障空冷机组的完全性与稳定性。

2.5 充分进行严密性测试

空冷机组真空较低的问题广泛存在于所有的机组之上，而其中最重要的就是真空系统的严密性不达标，因此技术人员针对于这种问题，就需要选择十分有效的措施来对真空系统的严密性问题进行更加集中的解决和发现，以此来对系统的有效性进行针对性的增强。

例如，技术人员可采取对空冷机组按照规定的时间有效的进行真空系统的查漏工作，并根据查漏的情况来对其进行针对性的补漏。这样可更加有效的对真空系统的严密性进行较好的保障；其次还需要对真空系统按照固定的时间间隔进行检查，与其同时进行检查的部分还有负压系统之中的阀门以及相应的管道等其他的部件，针对于这些部件需要对其防止泄露的问题进行较为集中的改善，从而从根本上对泄露过程中出现的一系列问题按照最快的速度对其进行有效处理，保证泄露的含量降至最低。不仅如此，还需要对密封水的运行情况进行有效的检查，对其检查的重心可集中在对凝结泵以及真空泵上面。

最后，还可通过设立完善的检查系统的方式来对空冷机组的关键部分进行详细检查，同时引入一定数量具有详细工作经验的工作人员来对设备的使用情况进行更加具体的推测，并将其详细的记录在案。通过推测来将需要进行替换的器件进行充分准备，使其能够更加迅速的得到很好的替换，保证空冷机组运行的流畅性不受到干扰。

3 结语

本文通过分析凝汽器真空影响因素，包括循环冷区进出口温度、系统传热系数、冷却水水量、冷却效率、真空严密性、设备水位等，从通过对真空严密性进行实验、对真空系统进行检查、合理设置和调整相关等方面，探究如何提高凝汽器真空对策。在提高真空对策的过程中，需要注意保证循环冷却水的质量合格，还需要对凝汽器的管壁进行定期的清洁，合理设置相关水位、流量、温度等。对凝汽器真空度的影响因素非常多、治理的难度大，需要相关工作人员给予高度重视，推动空冷机组的运行经济性与可靠性。