提高凝汽器的真空度措施和办法

曹峥

大唐国际发电股份有限公司下花园发电厂河北省张家口市 075300

摘要：电厂凝汽系统是高真空状态下将汽机排汽凝结的功能单元，其工作性能对机组经济性指标影响较大。因此凝汽器真空状态的监测受到了设计和运行的普遍重视。尤其是随着汽轮机单机功率增大，汽轮机排汽口数量以及凝汽器的体积都增大，真空系统严密性更难保证。

关键词：真空；过冷度；端差；漏空；清洗；优化工艺

引言

从凝汽器真空度、凝结水过冷度、凝结水端差和凝汽器漏空等方面，分析了凝汽器运行优劣判定方法，结合企业生产实际提出了一系列提高真空度的措施和办法。

1真空系统介绍

真空系统由抽真空系统和密封蒸汽系统组成，其作用是通过建立凝汽器的高真空来建立汽轮机组的低背压，使蒸汽能够最大限度地把热焓转变为汽轮机的动能。所以汽轮机抽真空系统性能的优劣将直接影响抽凝汽轮机组的经济性和安全性，真空严密性是检验真空系统性能优劣的重要指标。

汽轮机真空严密性差的危害主要包括:一是真空严密性差时，漏入真空系统的空气较多，真空泵若不能将漏入的空气及时抽走，将导致机组的排汽压力和排汽温度上升，汽轮机组的效率降低，增加供电煤耗，也可能威胁汽轮机的安全运行，并且由于空气的存在，蒸汽与冷却水的换热系数降低，也会导致排汽温度上升;二是为了将漏入真空系统的空气及时地抽出，需增加真空泵的负荷，会导致用电的上升，经济性差;三是由于漏入了空气，导致凝汽器过冷度过大，系统热经济性降低，凝结水溶氧增加，可能造成低压设备氧腐蚀。

2机组概况及提高真空的重要性

凝汽器的真空是汽轮机运行性能考核的重要指标，也最能直接影响到整个汽轮机的安全性、可靠性、稳定性和经济性。多年运行经验告诉我们，凝汽器的真空水平对汽轮机的经济性产生直接影响。汽轮机真空低会直接导致：一是降低汽轮机的发电效率，据我厂有关资料显示，真空度每下降1%，机组的热耗将增加56.17kj/kwh；二是威胁汽轮机的安全运行；三是增加了厂用电及循环水的消耗。因此分析真空下降的原因并采取相应的预防措施，保证正常运行时汽轮机的真空，维持机组经济最佳真空运行，提高整个汽轮机组的经济性，保证汽轮机组的安全运行十分必要。

3真空系统存在的问题及其危害

3.1凝结水的端差最小

按照汽轮机的要求，其端差一般在4~8℃之间。端差越小说明凝汽器的换热性能越好，主要受铜管清洁度以及循环水量大小的影响。

3.2凝汽器不能漏空

凝汽器漏空会使其压力升高，真空下降，使汽轮机汽耗增加，效率降低；使空气分压增加，进而增加了凝结水中的空气含量，导致凝结水中氧含量增大；排汽温度升高，使汽缸热变形，引起汽机振动。所以在机组大小修后应及时检查机组真空系统的严密性。

4采取的措施和办法

4.1对凝汽器铜管进行清洗（机组停备时）

凝汽器铜管内壁形成水垢后，换热效果下降，导致真空下降，同时也增加了冷却循环水系统的水流阻力，降低了冷却水流量，增加了循环水泵的能耗。据有关资料介绍，水冷设备换热器中水垢厚度为2.16mm时，传热系数平均下降51%，设备运行效率下降50%，所以凝汽器铜管结垢严重时必须进行清洗。由于我厂的凝汽器为单路进出水，没有备用管路，所以无法在机组运行状态下进行清洗，只能在机组停备或大小修时进行处理。根据铜管结垢的具体情况，对垢的构成进行分析化验，确定清洗药剂的比例及时间，最后进行冲洗，直到循环水pH值达7为合格。

4.2凝结水过冷处理

高背压凝汽器运行时，凝结水温度过高，超过凝结水精处理水温的要求，为保证凝结水精处理装置在正常投运，还需要对高背压凝汽器凝结水进行过冷处理。

凝结水过冷通常有三种方案：方案一采用内置换热器与高背压凝汽一体化设计，在高背压凝汽器内设置浸没式水水换热段，具有结构简单，凝结水侧阻力小，不占用额外空间等优点；方案二在高背压凝汽器凝结水出口管道至凝结水泵间设置水水换热器，不仅空间布置困难，由于管线复杂，外置管路相对较长，凝结水侧压损较大，容易造成凝结水泵汽蚀余量不足；方案三将水水换热器布置在凝结水泵后，精处理装置前，由于凝泵后压力较高，甚至比热网循环水压力更高，在水水换热器的设计上，壳侧设计压力高，设计、制造及维护成本较高。考虑到电厂的空间布置以及成本，方案一在电厂实际的应用中优先选用。

高背压凝汽器内置水水换热段方案虽然结构简单，然而在运行中易出现凝结水含氧超标的情况，即使在凝汽器的真空严密性较好的环境，溶氧量仍可能达到在100ppb，给回热系统设备的运行造成了一定的风险，需要考虑除氧措施。

4.3改善循环水水质

造成凝汽器结垢的根本原因就是循环水水质控制不好。在春秋季来水水质浊度达20NTU。在补水门前增加江苏新琦环保有限公司生产的FA-250型常压全自动一体化净水器1套，处理水量250m3/h，过滤速度8~10m/s，出水浊度小于3NTU。并每天进行水质监测，发现异常及时调整加药量。

4.4高位灌水查漏

为避免在高位灌水查漏中微小渗漏点不易在保温铁皮中渗出和察觉的情况，所以检修时应严格按照《汽机联合装置真空系统检修查漏标准化工作流程》对真空系统的管道保温进行拆除，如疏水膨胀箱本体、疏水至凝汽器管道、1#和2#低压加热器疏水口与本体之间的焊缝，低加疏水管、五段、六段抽汽口、1#和2#低压加热器进汽门等保温全部拆除。通过高位灌水发现下列漏点:疏水扩容器上下焊口渗水，凝汽器底部放水门漏水，五段抽汽逆止门阀杆泄漏，低压抽汽安全门甲组后法兰泄漏，门杆漏气逆止门阀杆泄漏，高低压门杆泄漏，鼓泡人孔门滴水，凝汽器底部放水门内漏，并且目视检查灌水高度以上部位无明显漏点。机组运行后做真空严密性试验，真空度下降速度为0.60kPa/min，仍不合格。

4.5对冷却塔喷头进行检查更换

利用机组负荷低的机会，对冷却塔内布水器喷头逐个进行了详细检查，发现240个喷头中有115个喷头损坏或发生堵塞，严重影响了换热效果。于是对损坏或堵塞的喷头进行了更换或疏通。

4.6工艺数据分析判断

对工艺参数进行检查时，发现五抽温度为110℃，而正常应该为70℃左右。由于机组轴封回汽至五段抽汽，分析在这个部位由于漏空气无法维持负压，使机组轴封回汽无法进入五段抽汽，而是被吸入低压汽缸，引起五段抽汽温度异常升高。从氦气查漏情况和五段抽汽温度的异常升高综合分析基本确定检查的重点部位。

2021年利用停机机会，待汽缸温度下降后，将五段抽汽口处保温全部拆除，然后进行凝汽器灌水，凝汽器灌水水位按规定要灌到汽封洼窝20cm以下。由于上次灌水查漏未彻底解决问题，此次灌水时将水位控制到汽封洼窝以上，使连接汽缸的管道全部有水。重点检查了氦气检漏和工艺数据分析怀疑部位，发现汽缸下面接近五段抽汽口的汽缸疏水管道腐蚀有洞，并对此段管道进行全部更换。

结语

通过一系列的改造，汽轮机真空有了极大的改善，既保证了汽轮机安全稳定运行，又处理了因真空影响造成的汽耗高的问题，同时为同行业处理此类问题提供了一定的思路和办法。

参考文献

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