如何提高汽轮机真空？

以前总以为通过增加凝汽器的真空度能提高汽轮机的效率，其实则不然，真空度越高，机组的效率并不越高。特别在北方，冬季循环水一般都在10℃以下，虽然真空度较高，但汽轮机凝结水温度却大大降低。过冷度的增加，导致了综合热效率的降低，经济性就差。所以应根据机组负荷、季节等情况确定，加上合理调整循环水泵运行数量与方式。只有汽轮机排汽压力达到最佳真空时才行。

凝汽器真空对汽轮机工作的影响

安全经济发供电是电力生产的基本原则，为提高生产运行可靠性和经济性，应积极开展节能技术改造，推广运用四新技术，充分挖掘设备潜力，力求降耗增效。提高系统经济运行质量，首先就要加强经济指标的管理，对影响机组经济运行的凝汽器问题，如汽轮机背压、凝汽器端差、过冷度、循环水入口温度，循环水温升等参数，都与经济运行有关，特别是初压力、初温度和排汽压力影响最大。降低汽轮机的排汽压力，使循环放热过程的平均温度降低，是提高热经济性的主要方法之一。排汽压力还与冷却水温度和流量、凝汽器的冷却面积和构造、汽轮机末级的通流面积、汽轮机的负荷等有关。在蒸汽初参数和循环形式已定的情况下，循环热效率随排汽压力的降低而提高。

为提高机组效率，一般可通过提高凝汽器真空这个途径。真空越高，效率也越高，但不能无限制的提高。汽轮机末极叶片的通流能力是一定的，当蒸汽在末极叶片中膨胀达最大值时与之对应的真空称为极限真空，此时再提高真空，蒸汽就在叶片外膨胀，不做功了。凝汽器的最佳真空是：提高凝汽器的真空所获得的经济性与提高真空所消耗的电能之间所获得的受益最大，它受到厂用电率和单耗的影响，有个最佳点，该点就是凝汽器运行时的最佳真空。只有凝汽器真空达到最佳点时，汽轮机的效率才最高。循环水为闭式循环，凝汽器的真空受季节的影响很大，冬季和夏季由于循环水温度的不同，夏天比冬天真空的确是要低一些，相对汽轮机的效率也要低。

汽轮机组的真空系统是由抽真空系统和密封蒸汽系统两部分组成，蒸汽与循环冷却水的热交换情况主要取决于凝汽器的换热面积、循环冷却水温度(循环冷却水温度取决于当地的环境温度)和循环水量。所以要确保凝汽器内具有良好的真空，应保证抽真空系统性能良好同时有足够大的凝汽器换热面积和足够的循环冷却水量。但凝汽器及其连接设备的不严密又会导致真空变差，如何提高真空严密性？

凝汽器保真空的方法

1.真空严密性试验

为保证凝汽器在机组正常运行中始终有较高的真空，定期要对汽轮机抽真空系统做真空严密性试验，且在技术人员参与和监护下进行。

1）前提条件：

①新安装机组或机组大、小修后；②运行中真空系统有异常泄漏，凝汽器真空异常变化；③机组停用一个月以上再次启动时；④机组运行一个月后每个月试验一次；2）试验步骤：①要求汽机负荷稳定在80%，且主汽压力和温度稳定；

②关闭主抽气器空气，记录开始时间与真空读数；③关闭主抽气器进汽一、二级和疏水；④每隔1min记录一次，共5min。若真空下降至﹣0.085MPa即停止试验，打开主抽气器空气；⑤试验结束后汇报，恢复主抽气器和真空正常。⑥求出0~5min的真空平均下降值。3）真空严密性判别（略）。

2.凝汽器压水查漏试验

机组大、小修中，要进行凝汽器压水查漏试验，检查凝汽器铜管或低压部位的泄漏情况。步骤：①确定试验水位，以溢水口为界限；②关闭凝汽器侧及管道上所有门；③开启凝汽器补水，凝汽器汽侧进除盐水；④待到溢水口有水溢出，凝汽器汽侧停止进水，关闭补水：⑤检漏完毕后，开启所有放水，放尽存水；⑥将溢水口门关严或闷堵。

3.运行中凝汽器半边清洗

机组运行中，发现凝汽器内部严重堵塞，在监护下可进行凝汽器半边清洗。根据循环水进、出温度，判断堵塞程度，依次清洗。清洗前机组负荷减至50％额定负荷，真空不低于﹣0.086MPa。1）清洗前操作步骤：①关闭清洗侧凝汽器空气；②关闭清洗侧凝汽器循环水出水；③关闭清洗侧凝汽器循环水进水：④开启清洗侧凝汽器水侧放气；⑤开启清洗侧凝汽器水侧放水;⑥操作完毕后，检查运行侧凝汽器运行是否正常：冷风器、冷油器运行是否正常。

2）清洗后恢复操作步骤：

①关闭清洗侧凝汽器水侧放水；②开启清洗侧凝汽器进水，建立虹吸，待清洗侧凝汽器水侧放气中有水流出、空气放尽后关闭放气：③检查虹吸确已建立，凝汽器水侧运行正常后开启清洗侧凝汽器汽侧空气，待凝汽器真空上升、运行正常后可逐步提升负荷。①恢复冷油器、冷风器冷却水至正常运行状态。

4.凝汽器真空下降及处理

凝汽器真空与季节有关，夏季高些、冬季低些。在运行中，凝汽器真空也有可能会突然出现下降的情况。根据凝汽器真空下降速度的不同，可将真空下降事故分真空缓慢和急剧下降两种。

1）真空下降象征：①各真空表计及显示仪表指示真空下降，“低真空”报警，备用真空泵可能联动；②排汽缸温度升高，严重时可能引起排汽缸变形，机组重心偏移，使机组的振动增加及凝汽器铜管受热膨胀产生松弛、变形甚至断裂；③循环水回水温度可能升高；冷却水温升减少、凝结水过冷度增大；凝结水温度升高，凝汽器端差增大；④主蒸汽流量增大或负荷下滑，汽机监视段及各级抽汽压力升高；⑤若保持机组负荷不变，汽轮机的进汽量势必增大，使轴向推力增大及叶片过负荷。

2）真空下降因素：①缓慢下降因素：大机或小机轴封供汽压力不足；加热器或除氧器事故疏水误开；抽气器工作不正常或效率降低；凝汽器铜管结垢或管板堵塞；凝汽器热井水位过高；防进水保护误动或凝汽器热负荷过大；水封的密封水门在运行中误关；真空系统中运行的管道法兰结合面及凝结水泵轧兰盘根不严密或封口水中断，少量漏空气；凝汽器玻璃管水位表破裂或接头处泄漏，低压加热器水位计泄漏等；循环水量不足，循环水入口温度升高。②急剧下降因素：大机或小机轴封系统工作失常，轴封供汽中断；抽气器故障或汽压下降／机械真空泵工作失常或故障／补充水箱严重缺水；真空系统大量漏空气；凝汽器满水：凝结水泵掉闸、故障；凝汽器铜管破裂；值班人员误操作；备用凝泵逆止卡住或损坏使水循环倒回；真空系统门操作不当或误操作，真空破坏门误开，高低压旁路误开；低压缸安全门薄膜破损或小机排汽缸安全门薄膜破损，安全门封口水中断等；循环水中断，厂用电中断，循环水管爆裂。

3）真空下降处理：发现真空下降，应立即检查真空表、排汽缸温度、凝结水温度、热工信号报警情况。确定已下降，应立即启动辅助抽气器真空泵运行，以提高真空，并迅速分析查找真空下降的原因，严格按“真空下降时的汽轮发电机组负荷规定”接带负荷。

在降低发电机组负荷的同时，可根据引起凝汽器真空下降的原因分别进行处理：①若因循环水量减小，要区分情况处理；②若系凝汽器热井水位过高，区分情况处理；③其它情况：真空泵故障、轴封供汽不正常、真空系统漏气、主抽气器工作不正常或故障等也要分别针对性处理。

其他

1.大小修时对真空系统进行高位灌水查漏

凝汽器灌水水位要灌到汽封洼窝以下，并接有临时软管水位计专门监视水位，在不影响机组启动计划的前提下，尽可能的保持较长时间，以便发现微小漏点。这是调试、检修期间查找漏点的常用方法。

2.轴封系统运行状况对真空的影响

(1）轴封加热器低水位运行状况。某些机组轴封加热器的疏水直接汇入凝汽器，靠回水提升阀维持轴加水位，若由于阀门工作异常导致加热器水位过低甚至无水位，则凝汽器通过轴抽风机便与大气相连，从而引起凝汽器漏真空，此时应将轴加回水导至外排，以隔断凝汽器与外界联通；而轴加疏水设置水封的机组，因为有水封隔绝能隔断凝汽器与外界相通，但轴加水位过低会失去监视，时间过长可能导致水封破坏，所以应及时调节轴加水位是最重要的措施，水封投退相对复杂，且容易造成系统漏真空，应规范操作。

(2）轴封自密封系统运行状况。即在机组启动和低负荷时利用来自冷再、辅助蒸汽和主蒸汽之一向轴封母管供汽，直至70%额定负荷以上实现高中压缸自密封，其泄汽可供低压轴封用汽。实现轴封系统的完全自密封。但是，就是在40%～70%额定负荷区间内，由于设计和安装的原因，轴封母管压力只能维持大约23～35KPa，不足以实现低压缸密封用汽，尤其是夏季运行，这时运行人员一般通过继续掺入冷再或辅助蒸汽，使轴封母管压力维持40KPa以上，这样可使凝汽器真空升高。但是这样正常运行中又得时刻的注意监视各轴端向外冒汽的情况，以防止机组润滑油带水。针对此情况可采用轴封供汽、回汽的管路加粗的方法，以满足不同负荷工况的需求。

(3）系统热工压力表计显示异常。凝汽器压力表和轴封供汽压力表测量不准，导致判断不准从而不好做调整。运行人员要认真做好日常检查和调整工作，对于有缺陷的设备要及时提出，向有关部门汇报，及时更换。

三、进一步整改与真空系统相联系的设备和系统

1．厂房中空气门、放空气管大都是带有泄漏，很难进行严密性治理，且无工质回收作用，一般尽量避免排空门与真空系统直接相连。

2．要将与真空系统相连的所有管道和阀门统统检查并检修一遍比较难以实现，所以应重视焊口、兰盘、裂纹、阀门的严密性根治工作，检修维护工作细致到位，运行人员在正常操作中严格遵守所有非调整阀门，尤其是真空系统的阀门，常开阀应保证开展，常闭阀就确保关严;需要注水的先注水，应该通水封的先通水封。

3．对凝结水补水系统进行改造，补水箱与凝汽器静压补水管道最好有“U”型管区，否则补水箱液位过低会引起漏真空；

4．对反复出现泄漏的部位重点监视加强管理并限期解决。

四、防止给水泵密封水（密封水为凝结水提供）系统漏空气

以某1000W机组为例，该机组给水泵密封水经3级水封回到凝汽器，水封筒至凝汽器的管路是从水封筒第三级顶部中间接出，水封筒顶部存在空间，随密封水回水漏入的空气在水封筒顶部积存。同时当凝汽器真空高时，水封筒的水封作用被破坏，空气便通过回水管进入凝汽器而影响凝汽器真空；当凝汽器真空降到一定值时，抽吸能力减弱，水封筒重新建立起水封作用，这时真空便不再下降，而趋于稳定。还有当密封水压力过低时，密封水回水携带的空气量增大，致使水封筒内水封被破坏，造成凝汽器真空下降。可以采取以下措施:

1. 适当开大给水泵密封水调门，增加密封水压力，直至排水管滴水为止，从而防止空气漏入。

2. 给水泵备用时，密封水压力应保持略高于该泵运行时的压力，防止启泵时密封水压力降低。

3. 保持热井水位不要太低，凝结水母管压力正常。

4. 真空高时，稍稍打开水封筒的补水门，保持连续补水。

5. 可以取消多级水封，改为低位水箱，在水箱去凝汽器管路上设自动调节阀，维持水箱中一定水位，保持凝汽器真空。

五、注意燃机热网系统对机组真空的影响

燃机的热网系统一般接在中压缸排气管上，冲转前低压缸进汽门全开后，在汽轮机没有进汽前，热网系统通过低压缸跟凝汽器相通，空气倒流回凝汽器影响真空。此外，热网系统回水可能直接回凝汽器，应注意监视热网加热器水位时刻保持正常。

注:部分内容来自微信公众号火电技术