引言：
在現(xiàn)代大型電站凝汽式汽輪機組的熱力循環(huán)中，凝汽設(shè)備是凝汽式汽輪機組的一個重要組成部分，它的工作性能直接影響整個汽輪機組的安全性、可靠性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟性。而凝汽器真空度是汽輪機運行的重要指標，也是反映凝汽器綜合性能的一項主要考核指標。凝汽器的真空水平對汽輪發(fā)電機組的經(jīng)濟性有著直接影響，如機組真空下降1%，機組熱耗將要上升0.6%～1%。因此保持凝汽器良好的運行工況，保證凝汽器的最有利真空；是每個發(fā)電廠節(jié)能的重要內(nèi)容。而凝汽器內(nèi)所形成的真空受凝汽器傳熱情況、真空系統(tǒng)嚴密性狀況、冷卻水的溫度、流量、機組的排汽量及抽氣器的工作狀況等因素制約。因此有必要分析機組凝汽器真空度下降的原因，找出預(yù)防真空度下降的措施，提高凝汽器性能，維持機組經(jīng)濟真空運行,直接提高整個汽輪機組的熱經(jīng)濟性。
一、汽輪機凝汽器真空度下降的主要特征
① 真空表指示降低；
② 排汽溫度升高；
③ 凝結(jié)水過冷度增加；
④ 凝汽器端差增大；
⑤ 機組出現(xiàn)振動；
⑥ 在調(diào)節(jié)汽門開度不變的情況下，汽輪機的負荷降低。
二、汽輪機凝汽器真空度下降原因分析
引起汽輪機凝汽器真空度下降的原因主要有循環(huán)水量中斷或不足、循環(huán)水溫升高、后軸封供汽中斷、抽氣器或真空泵故障、凝汽器滿水（或水位升高）、凝汽器結(jié)垢或腐蝕，傳熱惡化、凝汽器水側(cè)泄漏、凝汽器真空系統(tǒng)不嚴密，汽側(cè)泄漏導(dǎo)致空氣涌入等。
1、循環(huán)水量中斷或不足
⑴循環(huán)水中斷
循環(huán)水中斷引起真空急劇下降的主要特征是：真空表指示回零；凝汽器前循環(huán)水泵出口側(cè)壓力急劇下降；冷卻塔無水噴出。循環(huán)水中斷的原因可能是：循環(huán)水泵或其驅(qū)動電機故障；循環(huán)水吸水口濾網(wǎng)堵塞，吸入水位過低；循環(huán)水泵軸封或吸水管不嚴密或破裂，使空氣漏人泵內(nèi)等。循環(huán)水中斷時，應(yīng)迅速卸掉汽輪機負荷，并注意真空降到允許低限值時進行故障停機。
⑵ 循環(huán)水量不足
循環(huán)水量不足的主要特征是：真空逐步下降；循環(huán)水出口和人口溫差增大。由于引起循環(huán)水量不足的原因不同，因此有其不同的特點，所以可根據(jù)這些特征去分析判斷故障所在，并加以解決：
① 若此時凝汽器中流體阻力增大，表現(xiàn)為循環(huán)水進出口壓差增大，循環(huán)水泵出口和凝汽器進口的循環(huán)水壓均增高，冷卻塔布水量減少，可斷定是凝汽器內(nèi)管板堵塞，此時可采用反沖洗、凝汽器半面清洗或停機清理的辦法進行處理。
② 若此時凝汽器中流體阻力減小，表現(xiàn)為循環(huán)水進出口壓差減小，循環(huán)水泵出口和凝汽器出口循環(huán)水壓均增高，冷卻塔布水量減少，可斷定是凝汽器循環(huán)水出水管部分堵塞，例如出口閘門未全開或布水器堵塞等等。
③ 循環(huán)水泵供水量減少，一般可從泵人口真空表指示的吸人高度增大、真空表指針擺動、泵內(nèi)有噪音和沖擊聲、出口壓力不穩(wěn)等現(xiàn)象進行判斷、此時應(yīng)根據(jù)真空降低情況降低負荷，并迅速排除故障。
2、循環(huán)水溫升高
當電廠的循環(huán)冷卻水為開式水時，受季節(jié)影響大，特別是夏季，循環(huán)水溫升高，影響了凝汽器的換熱效果。當循環(huán)水進口溫度升高時，其吸收熱量就減少，蒸汽冷凝溫度就越高，冷凝溫度的升高可使排汽壓力相應(yīng)升高，降低蒸汽在汽機內(nèi)部的焓降，使得凝汽器內(nèi)真空下降。循環(huán)水溫越高，循環(huán)水從凝汽器中帶走的熱量越少，據(jù)測算，循環(huán)水溫升高5℃，可使凝汽器真空降低1％左右。對于采用冷卻塔的閉式循環(huán)供水系統(tǒng)，水溫冷卻主要取決于冷卻水塔的工作狀況。由于飛散及蒸發(fā)損失，循環(huán)補充用水是較大的，及時補充冷水是保持冷卻水塔有效降溫的重要方面，應(yīng)定期檢查冷卻塔內(nèi)的分配管是否正常，出水是否完好，這些因素都直接影響水的分布均勻性，影響其散熱性能，通過每年清洗墊料，真空可恢復(fù)2％-3％，這樣降低凝汽器進口水溫是提高真空的有效途徑，這比提高循環(huán)水量更為有效?？梢姡h(huán)水溫度對真空影響是很重要的。
3、后軸封供汽不足或中斷
后軸封供汽不足或中斷，將導(dǎo)致不凝結(jié)氣體從外部漏入處于真空狀態(tài)的部位，最后泄漏到凝汽器中，過多的不凝結(jié)的氣體滯留在凝汽器中影響傳熱，凝結(jié)水過冷度增大，不但會使真空迅速下降，同時還會因空氣冷卻軸頸，嚴重時使轉(zhuǎn)子收縮，脹差向負方向變動，軸封失汽，常由軸封汽壓自動調(diào)節(jié)失靈或手動調(diào)節(jié)不當引起，都應(yīng)開大調(diào)門，使軸封汽壓力恢復(fù)正常，當軸封汽量分配不均引起個別軸封漏人空氣時，應(yīng)調(diào)節(jié)軸封汽分門，重新分配各軸封汽量，汽源本身壓力不足，應(yīng)設(shè)法恢復(fù)汽源，軸封汽不足或中斷在處理過程中，應(yīng)關(guān)閉軸封漏汽門。
4、抽氣器或真空泵故障
抽氣器工作不正常引起真空下降的特征有：循環(huán)水出口水溫與排汽溫度的差值增大；抽氣器排氣管向外冒水或冒蒸汽；凝結(jié)水過循環(huán)度增大，但經(jīng)空氣嚴密性試驗證明真空系統(tǒng)漏氣并未增加。引起抽氣器工作不正常的原因和處理原則如下：
(1) 冷卻器的冷卻水量不足，使兩段抽氣器內(nèi)同時充滿沒有凝結(jié)的蒸汽；降低了噴嘴的工作效率。此時應(yīng)打開凝結(jié)水再循環(huán)門，關(guān)小通往除氧器的凝結(jié)水門，必要時往凝汽器補充軟化水。
(2) 冷卻器內(nèi)管板或隔板泄漏，使部分凝結(jié)水不通過管束而短路流出；冷卻器汽側(cè)疏水排出不正常，也可造成兩段抽氣器內(nèi)充滿未凝結(jié)的蒸汽。
(3) 冷卻器水管破裂或管板上脹口松馳或疏水管不通，使抽氣器滿水，水從抽氣器排氣管噴出。
(4) 噴嘴磨損或腐蝕，使抽氣器工作變壞。此時，抽氣器的用汽量將增大，通過冷卻器的主凝結(jié)水的溫升也增大。
發(fā)生上述情況，應(yīng)迅速進行處理，啟動備用抽氣器或真空泵。
5、凝汽器熱負荷過高
由于機組主蒸汽管自動主汽門前、調(diào)節(jié)汽門前疏水，低壓加熱器疏水以及抽汽逆止閥等多處疏水，均接入凝汽器，增加了凝汽器換熱強度，當循環(huán)冷卻水量一定或不足時，就會導(dǎo)致凝汽器真空度下降。改進的方法是將以上疏水系統(tǒng)加分流管道及閥門或直接接至電廠的疏水擴容器或疏水箱，以降低凝汽器的熱負荷。
6、凝汽器滿水(或水位升高)
凝汽器汽側(cè)空間水位過高引起真空下降的原因是：
(1) 凝汽器汽側(cè)空間水位升高后，淹沒了下邊一部分銅管，減少了凝汽器的冷卻面積，使汽輪機排汽壓力升高即真空降低。
(2) 如凝汽器水位升高到抽空氣管口高度，則凝汽器真空便開始下降。根據(jù)凝結(jié)水淹沒抽氣口的程度，開始時真空降低緩慢，以后便迅速加快，這時連接在凝汽器喉部的真空表指示下降，而連接在抽氣器上的真空表指示上升。如果不及時采取必要的措施，將有水由抽氣器的排氣管中冒出。
造成凝汽器滿水的可能原因如下：
① 凝結(jié)水泵故障。
② 凝汽器銅管破裂，此時凝結(jié)水水質(zhì)惡化。
③ 備用凝結(jié)水泵的進出口閥門關(guān)閉不嚴或逆止閥損壞，水從備用泵倒流回凝汽器。
④ 正常運行中誤將凝結(jié)水再循環(huán)門開大。
7、凝汽器冷卻面結(jié)垢或腐蝕，傳熱惡化
當凝汽器內(nèi)銅管臟污結(jié)垢時，將影響凝汽器的熱交換，使凝汽器端差增大，排汽溫度上升，此時凝汽器內(nèi)水阻增大，冷卻通流量減小，冷卻水出入口溫差也隨之增加，造成真空下降。凝結(jié)器冷卻面結(jié)垢對真空的影響是逐步積累和增強的，因此判斷凝汽器冷卻面是否結(jié)垢，應(yīng)與冷卻面潔凈時的運行數(shù)據(jù)比較。凝汽器冷卻面結(jié)垢的主要原因是循環(huán)水水質(zhì)不良，在銅管內(nèi)壁沉積了一層軟質(zhì)的有機垢或結(jié)成硬質(zhì)的無機垢，嚴重地降低了銅管的傳熱能力，并減少了銅管的通流面積。當結(jié)垢過多，真空過低時，就必須停機進行清洗。我廠的11.12號機組運行中就結(jié)垢嚴重，采用酸洗后機組真空明顯改善。
8、凝汽器水側(cè)泄漏
凝汽器銅管泄漏，是凝汽器最常遇到的故障之一。凝汽器銅管泄漏，將使硬度很高的冷卻水進入凝汽器汽側(cè)，凝汽器水位升高，真空下降，此外還使凝結(jié)水質(zhì)變壞，造成鍋爐和其它設(shè)備結(jié)垢和腐蝕，嚴重時可導(dǎo)致鍋爐爆管。確認凝汽器銅管泄漏時應(yīng)立即對銅管做堵管處理。
9、凝汽器真空系統(tǒng)不嚴密，汽側(cè)泄漏導(dǎo)致空氣涌入
真空系統(tǒng)不嚴密，存在較小漏點時，不凝結(jié)的汽體從外部漏人處于真空狀態(tài)的部位，最后泄漏到凝汽器中，過多的不凝結(jié)氣體滯留在凝汽器中影響傳熱，使真空異常下降，這類真空下降的特點是下降速度緩慢，而且真空下降到某一定值后，即保持穩(wěn)定不再下降，這說明漏汽量和抽氣量達到平衡。真空系統(tǒng)不嚴密漏氣量增多時，表現(xiàn)的主要現(xiàn)象是：汽輪機排氣溫度與凝汽器出口循環(huán)水溫的差值增大、凝結(jié)水過冷卻度增大。此時應(yīng)立即查找漏氣原因和漏氣點并予以消除。下面介紹一下一般容易發(fā)生漏氣的地點，以便查找和消除。
(1) 軸封蒸汽未及時調(diào)整好造成軸封斷汽，使空氣從軸封處漏入，特別是在負荷突然降低時容易發(fā)生，應(yīng)十分注意。
(2) 汽輪機排汽室與凝汽器的連接管段由于熱變形或腐蝕穿孔引起漏氣。
(3) 汽缸變形，從法蘭接合面不嚴密處漏入空氣。
(4) 自動排氣門或真空破壞門水封斷水。
(5) 凝汽器水位計接頭不嚴密，或其它與真空系統(tǒng)連接的設(shè)備或管道上的計量表連接管有缺陷。
(6) 真空系統(tǒng)的管道法蘭接合面、閥門盤根等不嚴密，特別是抽氣器空氣抽出管上的空氣門盤根不嚴密等。
10、虹吸破壞：
虹吸被破壞時凝汽器進水壓力升高，出水壓力到零。在相同負荷和進水溫度下，凝汽器出水溫度升高，排汽溫度升高，真空下降。此時應(yīng)關(guān)閉出水門，開啟出水側(cè)空氣門，觀察真空變化，排完空氣后調(diào)整出水門，真空應(yīng)回升。（注意：兩側(cè)不能同時進行）如循環(huán)水泵啟動或轉(zhuǎn)換，管內(nèi)帶有空氣，應(yīng)將凝汽器水側(cè)排空氣門開啟，排完空氣后關(guān)閉。如凝汽器水室，出水管等處有不嚴的現(xiàn)象，應(yīng)在短時間內(nèi)消除。
三、凝汽器真空度下降的預(yù)防措施
真空系統(tǒng)龐大，與真空有關(guān)的設(shè)備系統(tǒng)分散復(fù)雜，真空下降事故至今仍在汽輪機事故中占相當大比重，需要時刻做好真空下降預(yù)防工作。
1、加強對循環(huán)水供水設(shè)備的維護工作，確保循環(huán)水供水設(shè)備的正常運行。對冷卻水流量和流速進行合理調(diào)整
2、提高抽氣器工作性能，加強對凝結(jié)水泵及射水泵、射水泵抽氣器、真空泵等空氣抽出設(shè)備的維護工作，確保其正常運行，抽氣器切換要嚴防誤操作。
3、軸封供汽壓力自動、凝汽器水位自動要可靠投用，調(diào)整門動作要可靠，并加強對凝汽器水位和軸封汽壓力的監(jiān)視。維持軸封系統(tǒng)及水封的正常工作；維持好軸封加熱器的正常水位；調(diào)整汽輪機軸端汽封間隙，減小軸端漏汽量；嚴格控制低壓汽封供汽壓力、溫度，遇到汽封系統(tǒng)運行不正常，應(yīng)及時進行分析，負壓部位管道設(shè)計時，應(yīng)充分考慮膨脹問題；應(yīng)盡量避免劇烈工況出現(xiàn)；及時更換泄漏的閥門等方面改進真空的嚴密性；提高抽氣器效率。
4、對凝汽器的汽水、水封設(shè)備的運行加強監(jiān)視分析，防止水封設(shè)備損壞或水封頭失水漏空氣。
5、汽水系統(tǒng)化學(xué)補充水接至凝汽器。補充水溫度低，吸收排汽熱量可降低凝汽器溫度。
6、堅持定期進行汽輪機真空嚴密性試驗，監(jiān)視真空系統(tǒng)嚴密程度。若結(jié)果不合格時，應(yīng)對汽輪機真空系統(tǒng)進行查漏，堵漏。目前檢漏方式有鹵素檢漏法、超聲波檢漏法、真空灌水法和氦質(zhì)譜檢漏法，其中氦質(zhì)譜檢漏法是目前汽輪機真空系統(tǒng)檢漏的先進方法。
7、低真空保護裝置應(yīng)投入運行，整定值應(yīng)符合設(shè)計要求，不得任意改變報警、停機的整定值。
8、在運行中若凝結(jié)水水質(zhì)不合格，但硬度又不高，可能是由于管板脹口不嚴有輕微的泄漏所致。這時，若停運凝汽器，不易找出泄漏處。可以考慮的應(yīng)急做法是在循環(huán)水泵吸入口水中加適量的鋸木屑。木屑進入水室中，在泄漏處受到真空的作用會將“針孔”堵塞，可使水硬度維持在合格范圍內(nèi)。
9、保持凝汽器管壁和水側(cè)的清潔度，減輕汽器銅管結(jié)垢，目前最有效的方法是膠球清洗?？梢钥紤]加裝凝汽器銅管殺菌滅藻裝置，防止微生物在銅管內(nèi)壁蔓延。我廠就加裝了超聲波殺菌除垢裝置。
10、提高凝汽器膠球自動清洗裝置的投入率。
11、可以考慮定期進行凝汽器銅管硫酸亞鐵補膜工作。
12、加強運行管理，對下列各參數(shù)定時記錄，以便分析比較：凝汽器的真空，排汽溫度，凝結(jié)水的水質(zhì)、溫度，循環(huán)水進出口水溫、壓力，凝汽器熱井水位，循環(huán)水泵電流值等。
13、檢查冷卻塔熱力性能，加強運行維護，調(diào)整到最佳工況運行。
總之，在汽輪機正常運行中，較為常見的凝結(jié)器真空度下降的原因、象征與處理方法。當然，本人理論水平有限，純屬個人觀點，不是絕對的原因、象征與處理方法，不可避免的存在一些問題和不足，還需要大家在工作過程中予以批評指正，不斷地總結(jié)和完善這方面的知識！因為隨著我廠設(shè)備的老化，新的原因、象征也會產(chǎn)生，這就需要我們大家在工作的過程中，不斷地總結(jié)和提高這方面的知識與技能，及時發(fā)現(xiàn)問題，及時查明原因，采取措施予以解決，在實際生產(chǎn)中，應(yīng)當堅持“以設(shè)備治理為基礎(chǔ)、通過運行方式的調(diào)整來克服季節(jié)因素帶來的不利影響”的原則，堅持以科學(xué)理論分析為依據(jù)、緊密結(jié)合生產(chǎn)實際、合理組織、統(tǒng)籌安排，對凝汽設(shè)備系統(tǒng)全面分析、深入研究、逐步排查，找出真空度下降的關(guān)鍵因素，在確保安全的前提下爭取最大的經(jīng)濟效益，確保機組的安全經(jīng)濟運行。
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