浅析汽轮机凝汽器真空度下降的原因

　　摘要：凝气设备是汽轮机组重要辅机之一，凝汽器用来冷却汽轮机排汽，使之凝结为水，再由凝结水泵送到除氧器，经给水泵送到锅炉。凝结水在发电厂是非常珍贵的，尤其对高温、高压设备。在汽轮机排汽口造成高度真空，使蒸汽中所含的热量尽可能被用来发电，因此，凝汽器工作的好坏，对发电厂经济性影响极大。在正常运行中凝汽器有除气作用，能除去凝结水中的含氧，从而提高给水质量防止设备腐蚀。因此在汽轮机运行中，监视和保证凝结水是非常重要的。

　　关键词：汽轮机、凝汽器真空度

　　Abstract: the gas equipment of the steam turbine unit is one of important auxiliary machine, condensed steam turbine exhaust steam used for cooling, condenses into water, then the condensate pumps to the deaerator, the pump to the boiler. Condensate in the power plant is a very precious thing, especially for high temperature and high pressure equipment. In the steam turbine exhaust steam mouth cause high vacuum, make steam as far as possible contains quantity of heat is used to make electricity, therefore, condenser work is good or bad, the economy influence on power stations is great. In normal operation of condenser have in addition to gas effect, can remove condensate of oxygen, so as to improve the quality of the water supply to prevent equipment corrosion. So in the turbine operation, the monitoring and ensure that water is very important.

　　Keywords: steam turbine, vacuum condenser

　　一、正常的凝汽设备满足特点：

　　凝汽设备应满足以下要求：

　　1、凝汽器的冷却水管应具有较高的传热系数，以保证良好的传热效果，获得较高的真空。凝结水过冷度要小。 运行中循环水和蒸汽的流动阻力要小。

　　二、汽轮机真空度的决定因素

　　凝汽器的真空可以说由整个系统决定，但主要是由：冷却水量、冷却水质、冷却水温、凝汽器严密性、冷却管的结垢厚度等等。

　　凝汽器压力下的饱和温度与凝汽器冷却水出口温度之差称为端差。端差增加的原因有：①凝器铜管水侧或汽侧结垢；②凝汽器汽侧漏入空气；③冷却水管堵塞；④冷却水量增加等。

　　端差其实和真空没有必然关系，它主要反映的是凝汽器的换热效果。端差大说明换热效果不好。

　　凝汽器真空度是指汽轮机低压缸排汽端真空占大气压的百分数。

　　即：凝汽器真空度（%）=1－(汽轮机排汽压力绝对值（kpa）/98.1(kpa))*100%

　　也可以用：凝汽器真空度=[1－（大气压力（kpa）－凝汽器真空(kpa,表压)/98.1)]*100%计算。

　　例如：当汽轮机运行中凝汽器真空A侧、B侧分别为-95kpa、-90千帕时，当时当地大气压力按1标准物理大气压101.325kpa（760毫米汞柱）计算，则凝汽器真空度分别为：

　　凝汽器真空度（1）=[1-（101.325-95/98.1）] ×100%=93.6%

　　凝汽器真空度（2）=[1-（101.325-90/98.1）] ×100%=88.5%

　　凝汽器真空度下降的表现特征：1、排汽温度升高；2、凝结水过冷度增加； 3、真空表指示降低；4、凝汽器端差增大；5、机组出现振动；6、在调节汽门开度不变的情况下，汽轮机的负荷降低。凝汽器真空度下降原因分析：引起汽轮机凝汽器真空度下降的原因大致可以分为外因和内因两种：外因主要有循环水量中断或不足，循环水温升高，后轴封供汽中断，抽气器故障等；内因主要有凝汽器满水(或水位升高) ，凝汽器结垢或腐蚀，传热恶化，凝汽器水侧泄漏，凝汽器真空系统不严密，汽侧泄漏导致空气涌入等。最常见的原因是凝汽器管内结垢引起，主要为生物粘泥垢和碳酸盐硬垢，部分为磷酸盐和硅酸盐硬垢。

　　当凝汽器内铜管脏污结垢时，将影响凝汽器的热交换，使凝汽器端差增大，排汽温度上升，此时凝汽器内水阻增大，冷却通流量减小，冷却水出入口温差也随之增加，造成真空下降。凝结器冷却面结垢对真空的影响是逐步积累和增强的，因此判断凝汽器冷却面是否结垢，应与冷却面洁净时的运行数据比较。凝汽器冷却面结垢的主要原因是循环水水质不良，在铜管内壁沉积了一层软质的有机垢或结成硬质的无机垢，严重地降低了铜管的传热能力，并减少了铜管的通流面积。当结垢过多，真空过低时，就必须停机进行清洗。

　　二、真空度严密性

　　有资料显示，真空每下降1KPa，机组的热耗将增加70kj/kw，热效率降低1.1%。射水抽气器或水环真空泵的作用就是抽出凝汽器的不凝结气体，以维持凝器的真空。运行中的凝汽器压力Pz主要取决于汽机负荷Dz、冷却水入口温度ts2和冷却水量Ds，冷却水温能够降低的最低温度主要取决于自然环境温度t0。在汽机负荷一定的情况下，只有通过增加冷却水的流量来提高凝汽器的真空度，但真空度并不是越高越好，在提高真空度使汽轮机效率（ΔΝ1）提高的同时，循环水泵的运行电耗（ΔΝ2）也将大幅提高。所以汽轮机正常工作时存在一个与机组负荷对应的最佳运行压力，使ΔΝ1与ΔΝ2的差值最大，即最佳真空度，

　　真空系统不严密，存在较小漏点时，不凝结的汽体从外部漏人处于真空状态的部位，最后泄漏到凝汽器中，过多的不凝结气体滞留在凝汽器中影响传热，使真空异常下降，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定值后，即保持稳定不再下降，这说明漏汽量和抽气量达到平衡。真空系统不严密漏气量增多时，表现的主要现象是：汽轮机排气温度与凝汽器出口循环水温的差值增大、凝结水过冷却度增大。此时应立即查找漏气原因和漏气点并予以消除。介绍几个一般容易发生漏气的地点，以便查找和消除。

　　(1) 轴封蒸汽未及时调整好造成轴封断汽，使空气从轴封处漏入，特别是在负荷突然降低时容易发生，应十分注意。

　　(2) 汽轮机排汽室与凝汽器的连接管段由于热变形或腐蚀穿孔引起漏气。

　　(3) 汽缸变形，从法兰接合面不严密处漏入空气。

　　凝汽器真空度下降使汽轮机组运行的安全性、可靠性、稳定性和经济性降低。根据相关参数的变化和电厂运行检修规程，提出相应的处理方法，以保证机组在合理的背压下运行，提高机组运行的安全性、可靠性、稳定性和经济性。