电厂汽机运行真空系统故障探究

冯志强

天津国华盘山发电有限责任公司，天津市蓟州区， 301900

摘要：在整个电厂机组当中，凝汽装置中的真空现象直接关系到整个电厂机组的平稳可靠运行状态，而在当前电厂机组的运行过程中，依旧存在部分有关真空变化的故障，因此需要工作人员在平时操作时实时关注凝汽装置、循泵设备等的运行状态，便于在发现故障时可以立即进行检修维护，让机组在最好的真空状态下经济稳定工作。因此本文阐述了电厂汽机运行真空系统故障原因及对机组造成的影响，并围绕真空系统故障展开了探讨分析并针对性的提出了优化措施，以供参考。

关键词：电厂汽机；凝汽装置；真空系统故障

1.电厂汽机真空系统的概述

1.1真空系统的特点

电厂汽机的真空系统具有庞大且繁琐的特点，当中涵盖了汽轮机低压缸、抽汽系统、凝汽装置、给水泵汽轮机排汽系统、疏水排汽系统、低压旁路系统等。在机组工作期间，真空设备和管道之间出现负压现象时产生泄漏，使得空气的抽出量比漏入量小，进而给凝汽装置的真空造成干扰，使得低压缸排气时的温度压力上升，而降低了汽轮机组的热效应，更严重的还会损坏末级叶片，同时引发机组不正常振动造成生产事故。

1.2凝汽装置中出现真空的原因

凝汽装置中产生真空普遍是因为在汽轮机将排出的汽转化成了液态，极大的缩小了比容，使得都处于4KPa的压力环境中，蒸汽是水体积的三万多倍，因此在排汽凝结成液体之后，其体积会明显的变小，使得凝汽侧出现高度的真空现象。

2.真空系统故障对机组的影响

2.1 真空偏低的影响

汽轮机真空偏低是电厂机组在运行过程中十分普遍的问题，这种现象很大程度的影响着机组的可靠性与经济性。由于真空低，从而出现汽轮机末级焓降减少、反动度增大的情况，进一步使得轴向推力加大，再加上由于排汽温度过高而造成低压缸变形，机组中心产生变化使得振动幅度过大，直接加大了机组的煤耗，经济性降低。另外，由于空气泄露所导致的真空偏低，还会提高凝结水里的含氧量进而腐蚀热力设备，使得维护成本增加。

2.2真空严密性下降的影响

由于在真空系统中具有构成设备多、管线路相对复杂、换热面积大等特点，在系统中的严密性降低之后，就会造成空气快速流动，进入到真空系统当中造成腐蚀，凝汽装置铜管渗漏，凝结水的含铁元素、二氧化碳等离子超标现象的几率非常大。除此之外，因为泄漏使得真空度降低，于是在汽轮机当中的背压与凝结水过冷度都逐渐变大，使得极大的降低了汽轮机组的热效应，加大机组煤耗，并进一步的威胁到了汽机工作时的安全性。再加上由于装置里面流入空气，还会降低冷却水和蒸汽中的换热效率，增加凝汽装置的端差。

2.3真空系统泄漏的影响

在真空系统的泄漏现象不算太严重时，真空泵能够快速有效的将漏入的空气抽出来，但是会影响到真空泵的出力，使其电耗能加大，进而增加了整个厂的耗电量。真空系统产生漏气状况，增大凝汽装置的过冷度，减少系统的经济性，凝结水中的溶氧量变大，也会使得低压设备出现氧腐蚀的现象。

3.真空急剧恶化的原因分析

3.1循环水中断

由于汽轮机中的真空存在突然下降的现象，一旦当中的冷水塔的水位急剧下降，会导致真空急剧下降，甚至在出现真空降为零的情况，这就表明了一旦有失误发生，导致厂用电中断、循环水泵电机跳闸、循环水管爆裂等现象时，都可导致循环水中断，造成真空下降。为保证循环泵的正常运行，在运行中应将机组的循环水联络门处于开启备用状态，这样当一台机组的泵发生故障时，可用另一机组的循环泵作备用。

3.2轴封供汽中断

当轴封蒸汽压力调节阀无法发挥正常作用时，汽封系统进水等一系列因素都可以造成其断开，这样使得大量空气进入排汽缸，造成其真空迅猛降低。

3.3抽气器故障

在两台抽气器进行工作时，通常会一台工作一台备用，而如果进汽电动门出现问题或者没有及时的关闭，就会导致真空下降。进汽电动门关闭不严会出现真空缓慢下降现象。

3.4凝汽装置故障

当凝汽装置铜管泄漏造成大量循环水流入凝结水系统、凝结水出现问题时等一系列因素都能够造成其满水而使得真空降低。

3.5真空系统大量泄漏

由于真空系统管道或阀门零件破裂损坏，引起大量空气漏入凝汽装置，这时应尽快找出泄漏处，设法采取应急检修措施堵漏，否则应停机检修。

4真空缓慢下降的原因分析

4.1凝汽装置铜管结垢

凝汽装置铜管结垢，致使汽水热交换效率降低，端差增大，凝汽装置真空降低。如果是使用江河湖水作为水源时，水垢较软，利于清除。但是使用地下水的情况下，则水垢较硬，清除起来会有一定难度。

4.2凝汽装置水位高

凝汽装置水位上升，一般来讲是由于凝结水系统运行出现问题或水泵设备本体有问题，造成其负荷降低导致。关键时刻开启备用水泵，把故障泵停下展开检修。如果发现凝结水硬度上升或加热器水位高，能够得出凝汽装置或加热器铜管破裂造成凝汽装置水位上升的结论。另外凝结水再循环门也可能一定程度使得凝汽装置水位上升，必须全方位逐一考虑排查。

4.3射水抽气器或射水泵故障

射水抽气器进口电动门关不严，易造成真空泄漏。射水抽气器进口电动门行程比较长，容易对真空造成扰动。

4.4循环水量不足

在负荷不变的状况下，如果凝汽装置循环水出口温度一定程度的升高，也就是进、出口温差升高，可以证明其循环冷却水量不足，必须马上检查循环水泵工作是否正常，审核其出口压力、凝汽装置水室入口水压和循环水进口水位，进口滤网是否通畅。

4.5循环水温度高

在汽轮机的真空工作中，循环水温过高也会影响到真空下降，特别是夏季。如果是温度居高不下，这时可加开一台循环水泵，通过增加循环水量来提高真空。

5解决有关真空低问题的技术措施

5.1确保凝汽装置换热面的干净整洁度

水质可以直接影响凝汽装置换热面的整洁程度，开展好对水质的优化处理工作可以进一步解决这类现象的产生。为了能够处理好对水质的优化，能够通过高科技的化学处理方式，来对循环水中的含有成分与内部规律进行检测，利用胶球将铜垢消除掉，然后将被膜剂掺入循环水当中，让其能够在循环水铜管当中形成较为光滑的薄膜，使水中的杂质无法任意的附着在铜管的内壁中，进而彻底的解决掉水质不干净的问题，确保凝气装置换热面的洁净程度。

5.2排除不凝结气体

要想排除不凝结的气体，需要通过更加高效的抽真空仪器来实现，在运行真空泵的过程中，需要随时对设备运行时的水温进行检测，禁止水温变过高或者长期处于较高温度的情况。合理调节水温，只有在水温最合适的情况下，才能更好的通过真空泵来排除当中的不凝结气体。

5.3改进循环水泵

在真空系统中存在循环水流量不足的现象，能够采用层层递进的方式去改变循环水泵的转速，通过这种操作及时无法彻底解除水流量不足的问题，但可以在一定程度上缓解这种情况的出现。与凭借极高的成本投入的高压变频装置相比，这种阶梯式改变循环水泵转速的方法显得更加的经济有效，并且还具有很高的性价比。因此在实际情况中需要改善循环水流量的问题时最好运用这种方法。

结语

总的来说，要想对在汽轮机组的真空系统故障进行有效的控制，尤其是在加强装置紧密性时，其控制技术具有一定的复杂性，并且还得在电厂与检修人员对设备的安装与运行时展开充分有效的监督与管控。并且，在检测维修汽轮机组时，还需要重点关注到凝汽装置中出现的真空缓慢降低与真空状态剧烈变化两种现象的产生原因并对其进行检查处理。由于汽轮机的运行状态不断改变，因此需要有关人员分析平时设备运行时的规律与影响运行效率因素，并对其得出的经验进行合理的总结，从而确保机组能够在最优的真空中顺利运行，进而增强汽轮机工作效率。

参考文献

[1]胡小庆,樊波.浅析汽机的安全运行[J]..科技展望.2016(21)

[2]白彦平.火力发电厂汽机辅机的优化运行[J].山东工业技术.2017(17)