凝汽器真空度降低原因分析及处理措施

凝汽器真空度降低原因分析及处理措施

明旭

大唐韩城第二发电有限责任公司 陕西 省 渭南市韩城市 715400

摘要：本文对凝汽器真空度降低造成的影响进行分析，并对导致凝汽器真空度降低的原因加以阐述，提出循环冷却系统优化、凝汽器冷却面定期清洗等处理措施，希望能为有效优化凝汽器真空系统提供参考。

关键词：凝汽器；真空度；原因分析；处理措施

引言：大型发电机组是目前大多数发电厂所常用的设备，才能为当下经济社会发展提供充足电力供应，其中凝汽器真空系统稳定运行对发电机组而言十分重要，凝汽器真空度降低过于频繁，会极大地降低汽轮机工作效率。已明确凝汽器真空度降低原因前提下，如何采取有效处理措施，是目前各相关人员需要考虑的问题。

1. 凝汽器真空度降低造成的影响

凝汽器真空度降低对整个机组带来的影响主要表现在以下几点：

（1）当凝汽器真空度降低时，其蒸汽功能作用也会受到一定影响，即使机组负荷保持良好的稳定性，随着蒸汽流量加大，也会导致叶片因蒸汽流量加大而出现负荷过高问题。

（2）凝汽器真空度降低，机组轴向推力增加，随着推力负荷逐渐超过限制，促使机组性能出现损坏^[1]。

（3）凝汽器真空度降低，促使低压缸排汽温度增大，导致低压转子发生热膨胀或热变形等问题，也会提升低压缸中心线发生位移可能性，其机组振动幅度、低压胀差变大，低压缸动静间距缩短或消失，进而出现动静摩擦故障问题，影响汽轮机运行效率。

2.导致凝汽器真空度降低的原因

2.1循环水量不充足或中断

2.1.1循环水量不充足

凝汽器真空度呈逐渐降低趋势，其循环水出入处位置存在较大温度差，导致循环水量不充足因素诸多，所显现出来的特征也具有较大的差异性。主要体现以下几点：

第一，当循环水处于水量不足状态下，其中凝气器中流体阻力明显增加，导致循环水出入口压差产生变化，压差变大促使循环水泵和凝汽器的循环水压提高，冷却塔的布水量降低，可判断是由凝汽器中管板受阻而造成真空度降低。

第二，当循环水处于水量不足状态下，凝汽器内流体阻力减弱，此时冷却塔布水量变少，循环水出入口压差产生变化，压差变小促使循环水泵和凝汽器出口处的循环水压增大，可判断是由循环水出水管被堵塞而造成真空度降低。

第三，一般情况下，可确认循环水泵入口处的真空表指示吸入量、指针摆动是否存在明显变化，或者循环水泵运行时所产生的声音是否正常以及出口处压力是否保持平稳状态等，以此来判断循环水泵中供水量是否充足，通过控制凝汽器真空度降低程度来减轻运行负荷，快速解决故障问题^[2]。

2.1.2循环水中断

当凝汽器的前循环水泵出口侧压力呈快速降低趋势，冷却塔却未有喷水现象，循环水泵的真空表指示回零，导致此现象出现的原因由循环水泵或水泵中驱动电机存在故障，加上被堵住的循环水吸水处的过滤装置无法发挥功能作用，影响吸入水量。此外，若循环水泵中轴封、吸水管密闭性缺失或存在较为严重的破损问题，促使循环水泵中进入空气，进而导致循环水被中断，此时需要立即去除汽轮机负荷，待真空度降低至最低限制后，机组则会运行停止。

2.2凝汽器热负荷太高

凝汽器被运行机组多个装置连接，主要包括抽汽逆止阀、主蒸汽管、主汽门前、高低压加热器等装置，这些装置在运行过程中，必然会使凝汽器换热强度增大，当循环冷却水供应不足或被中断，则会导致凝汽器真空度降低。检修人员应根据上述几个部位装置的疏水系统加以优化，结合具体情况，可选择增加分流管道或阀门等方式。以此来将凝汽器的热负荷降低。

2.3凝汽器冷却系统腐蚀严重

凝汽器的热交换强度减少，凝汽器端差变大，普遍由凝汽器的铜管结垢严重引起，促使凝汽器排气温度升高，导致凝汽器内流体阻力加大，循环冷却水通流量受限，温差逐渐增大，进而造成凝汽器真空度降低。凝汽器冷却面结垢现象较为严重，说明循环水水质不符合标准，一层软质有机垢或硬质无机垢在凝汽器的铜管表面形成，凝汽器冷却系统受到严重腐蚀，导致铜管传热性能极大地降低，铜管流通面缩小。若铜管表层结垢长时间不清理，必然使得结垢沉积过多，最终导致凝汽器真空度降低。针对上述问题，检修人员必须将机组停止运行，清除铜管表层污垢，解决凝汽器真空度降低问题。

2.4循环水温升高

当循环冷却水为开式水时，此时在季节因素影响下，特别是夏季，极易导致循环水温度升高，致使凝汽器的换热功能作用无法正常发挥。当流入的循环水温度升高时，所能吸收的热量就会有所降低，排汽压力受蒸汽冷凝温度变化而变化，蒸汽冷凝温度升高，排汽压力增加。此外，运用闭式循环供水系统的冷却塔，其内部水温冷却受水塔运行实际情况影响，在飞散与蒸发作用下，冷却塔内供水量不足，需要及时进行补充循环水，才能保证冷却塔完成降温。为使凝汽器真空度维持在正常限制，需要对垫料定期进行清洗，其解决凝汽器真空度降低问题效果比降低凝汽器进口水温处理方式更加具有成效。

2.5凝汽器真空系统严密性缺失

当凝汽器真空系统密闭性不足，存在较小漏点情况，致使真空区域内进入尚未凝结的气体，最后流入凝汽器，凝汽器内部停留大量未凝结气体，则会削弱凝汽器传热功能，导致凝汽器真空度降低，真空度呈缓慢下降趋势，当降至最低限值，则会维持现有稳定状态不变。凝汽器真空系统严密性缺失通常表现在汽轮机的排汽温度、凝汽器出入口循环水温度差值等明显增大。及时检测凝汽器真空系统漏气部位并进行处理，解决凝汽器真空度降低频繁问题。

3.针对凝汽器真空度降低的处理措施

3.1循环冷却系统优化

保证机组良好的冷却性是发电厂循环水泵最主要的功能作用，受季节因素影响，会导致循环水温度升高；因此，需要结合夏季阶段机组运行具体要求，为机组选择合适的循环水泵，确保循环水量供应充足，并满足机组运行要求。由于循环水泵安装，会导致整个机组能耗加大，采用现阶段最新叶轮在循环水泵中装置，既能加大流量，又能进一步提升循环水泵运行效率，循环水量得到保障^[3]。

3.2凝汽器冷却面定期清洗

在清理凝汽器冷却面表面结垢时，需要严格按照相应规范预处理循环冷却水，将阻垢剂适量加入循环水中，并把二次滤网加设到循环水通往凝汽器的区域，设置定时冲洗。停止机组运行后，对管道、水室进行冲洗；运行期间，则是在冷却管内投入胶球清洗装置，充分利用胶球清洗装置扬程大特性，既能达到良好清洗效果，又能循环使用胶球清洗装置，极大地了节省了运行成本。在清洗期间，为避免跑球问题出现，需要对各收球网栅之间的距离加以控制，保持均匀距离；同时时刻关注清洗期间胶球密度、材质以及数量等，做好此方面管控工作，有利于进一步提升结垢清除效果。

3.3提升真空泵运行效率

选择以降低工作介质温度值的方式来提升真空泵运行效率，来维持凝汽器真空度稳定状态。原理是将循环水冷却设置成机组工业水冷却方式，或者将制冷设备在抽气设备上装置，以此来达到利用循环冷却水将工作水冷却的效果。此外，真空泵安装大气喷射装置，需要注意安装前各项问题，如真空泵原有负压与大气喷射装置产生的压差，在二者之间有空气射流形成，因此，在安装喷射装置时，设置低于真空泵的抽吸力，从而实现优化凝汽器压力，有效消除各种限制因素。

结束语：综上所述，机组运行效率极易受到凝汽器真空度降低问题影响，此问题若是过于频繁出现，严重会导致整个机组发生故障，重视针对凝汽器真空系统故障排查，并做好每次故障排查记录，将凝汽器真空度维持在稳定状态，把控影响凝汽器真空度的各项因素，完善与优化处理措施，降低故障发生几率。

参考文献：

[1]陈凤生.凝汽器真空度降低原因分析及处理[J].绿色环保建材,2021(03):183-184.

[2]孙鹏程.天铁公司汽轮机真空度降低的原因分析[J].天津冶金,2019(06):35-37.

[3]金锴.基于汽轮机凝汽器真空度降低的原因及解决方法分析[J].农家参谋,2019(24):140.