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凝汽器的最優(yōu)真空

1、對于結(jié)構(gòu)已確定的凝汽器，當(dāng)蒸汽參數(shù)和流量不變時，提高真空使蒸汽在汽輪機中的可用焓降增大，就會相應(yīng)增加發(fā)電機的輸出功率。但是在提高真空的同時，需要向凝汽器多供冷卻水，從而增加循環(huán)水泵的耗功。由于凝汽器真空提高，使汽輪機功率增加與循環(huán)水泵多耗功率的差數(shù)為最大時的真空值稱為凝汽器的最優(yōu)真空（即最經(jīng)濟真空）。

2、 影響凝汽器最有利真空的主要因素是：進入凝汽器的蒸汽流量、汽輪機排汽壓力、冷卻水的進口溫度、循環(huán)水量、汽輪機的出力變化及循環(huán)水泵的耗電量變化等。實際運行中則是根據(jù)凝汽量及冷卻水進口溫度來選用最有利真空下的冷卻水量，也即是合理調(diào)度使用循環(huán)水泵的容量和臺數(shù)。

抽氣器有哪些種類

1、電站用的抽氣器大體可分為兩大類：

⑴ 容積式   主要有滑閥式真空泵、機械增壓泵和液環(huán)泵等。因價格高、維護工作量大，國產(chǎn)機組很少采用。

⑵ 射流式    主要是射汽抽氣器和射水抽氣器等，射汽抽氣器按其用途又分為主抽氣器和輔助抽氣器。國產(chǎn)中、小型機組用射汽抽氣較多，大型機組一般采用射水抽氣器。

從射水泵來的具有一定壓力的工作水經(jīng)水室進入噴嘴，噴嘴將壓力水的壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)樗俣饶埽鞲咚購膰娮焐涑?，使空氣吸入室?nèi)產(chǎn)生高度真空，抽出凝汽器內(nèi)的汽、氣混合物，一起進入擴散管，水流速度減慢，壓力逐漸升高，最后以略高于大氣壓力排出擴散管。在空氣吸入室進口裝有逆止門，可防止抽氣器發(fā)生故障時，工作水被吸入凝汽器中。

射水式抽氣器具有結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠、制造成本低等優(yōu)點，因而廣泛用于汽輪機凝汽設(shè)備中。缺點是要消耗一部分電力和水，占地面積大。

射汽式抽氣器

1、工作原理

射汽式抽氣器由工作噴嘴、混合室和擴壓管三部分組成。工作蒸汽經(jīng)過噴嘴時熱降很大，流速增高，噴嘴出口的高速蒸汽流，使混合室的壓力低于凝汽器的壓力，因此凝汽器里的空氣就被吸進混合室里。吸入的空氣和蒸汽混合在一起進入擴壓管，在擴壓管中流速逐漸降低，而壓力逐漸升高。對于一個二級的主抽氣器，蒸汽經(jīng)過一級冷卻室冷凝成水，空氣再由第二級射汽抽氣器抽出。其工作過程與第一級完全一樣，只是在第二級射汽抽氣器的擴壓管里，蒸汽和空氣的混合氣體壓力升高到比大氣壓力略高一點，經(jīng)過冷卻器把蒸汽凝結(jié)成水，空氣排到大氣里。

射汽式抽氣器的優(yōu)點是效率比較高，可以回收蒸汽的熱量。缺點是制造較復(fù)雜、造價大，噴嘴容易堵塞。抽氣器用的蒸汽，使用主蒸汽節(jié)流減壓時損失比較大。

隨著汽輪機蒸汽參數(shù)的提高，使得依靠新蒸汽節(jié)流來獲得汽源的射汽式抽氣器的系統(tǒng)顯得復(fù)雜且不合理；大功率單元機組多采用滑參數(shù)起動，在機組起動之前亦不可能有足夠汽源供給射汽式抽氣器，所以射汽式抽氣器現(xiàn)在在大機組上應(yīng)用較少。

與射水抽氣器比較，離心真空泵有耗功低、耗水量少的優(yōu)點，并且噪聲也小。

離心真空泵的缺點是：過載能力很差，當(dāng)抽吸空氣量太大時，真空泵的工作惡化，真空破壞。這對真空嚴(yán)密性較差的大機組來說是一個威脅。故可考慮采用離心真空泵與射水抽氣器共用的辦法，當(dāng)機組起動時用射水抽氣器，正常運行時用真空泵來維持凝汽器的真空。

一、凝汽器真空的成因

　　凝汽器中形成真空的成因是汽輪機的排汽被冷卻成凝結(jié)水，其比容急劇縮小。如蒸汽在絕對壓力4KPa時，蒸汽的體積比水容積大3萬多倍。當(dāng)排汽凝結(jié)成水后，體積就大為縮小，使凝汽器汽側(cè)形成高度真空，它是汽水系統(tǒng)完成循環(huán)的必要條件。正是因為凝汽器內(nèi)部為極高的真空，所以所有與之相連接的設(shè)備都有可能因為不嚴(yán)而往凝汽器內(nèi)部漏入空氣，加上汽輪機排汽中的不凝結(jié)氣體，如果不及時抽出,將會逐漸升高凝汽器內(nèi)的壓力值，真空下降，導(dǎo)致蒸汽的排汽焓值上升，有效焓降降低，汽輪機蒸汽循環(huán)的效率下降。有資料顯示，真空每下降1KPa，機組的熱耗將增加70kj/kw，熱效率降低1.1%。射水抽氣器或水環(huán)真空泵的作用就是抽出凝汽器的不凝結(jié)氣體，以維持凝器的真空。

二、真空嚴(yán)密性差的危害

汽輪機真空嚴(yán)密性差的危害主要表現(xiàn)在以下三個方面：一是真空嚴(yán)密性差時，漏入真空系統(tǒng)的空氣較多，射水抽氣器或水環(huán)真空泵不能夠?qū)⒙┤氲目諝饧皶r抽走，機組的排汽壓力和排汽溫度就會上升，這無疑要降低汽輪機組的效率，增加供電煤耗，并可能威脅汽輪機的安全運行，另一方面，由于空氣的存在，蒸汽與冷卻水的換熱系數(shù)降低，導(dǎo)致排汽與冷卻水出水溫差增大。二是當(dāng)漏入真空系統(tǒng)的空氣雖然能夠被及時地抽出，但需增加射水抽氣器的負(fù)荷，浪費廠用電及循環(huán)水。三是由于漏入了空氣，導(dǎo)致凝汽器過冷度過大，系統(tǒng)熱經(jīng)濟性降低，凝結(jié)水溶氧增加，可造成低壓設(shè)備氧腐蝕。

三、真空高低的原理分析及試驗斷定

　　對于汽輪機來說，真空的高低對汽輪機運行的經(jīng)濟性有著直接的關(guān)系，真空高，排汽壓力低，有效焓降較大，被循環(huán)水帶走的熱量越少，機組的效率越高，當(dāng)凝汽器內(nèi)漏入空氣后，降低了真空，有效焓降減少，循環(huán)水帶走的熱量增多。通過凝汽器的真空嚴(yán)密性試驗結(jié)果，可以鑒定凝汽器的工作好壞，以便采取對策消除泄漏點。

　　因真空系統(tǒng)的漏空氣量與負(fù)荷有關(guān)，負(fù)荷不同，處于真空狀態(tài)的設(shè)備、系統(tǒng)范圍不同，凝汽器內(nèi)真空也不同，漏空氣量也不同，而且相同的空氣漏量，在負(fù)荷不同時真空下降的速度也不一樣。為此，法規(guī)規(guī)定，做真空嚴(yán)密性試驗時，負(fù)荷應(yīng)在80%額定負(fù)荷（有的機組是在額定負(fù)荷）下進行。真空下降速度小于0.4kpa/min為合格，超過時應(yīng)查找原因。另外，在試驗時，當(dāng)真空低于87kpa，排汽溫度高于60℃時，應(yīng)立即停止試驗，恢復(fù)原運行工況。

四、真空查漏方法及其對比分析

1.通常用灌水法查找真空系統(tǒng)不嚴(yán)密的方法的優(yōu)缺點

真空系統(tǒng)包含大量的設(shè)備及系統(tǒng)，連接的動靜密封點多，在輕微漏空氣的情況下很難發(fā)現(xiàn)漏點，因為空氣往里吸，不夠直觀，傳統(tǒng)的運行中用火焰檢查法較繁瑣且效果不好，多數(shù)情況下使用的方法是在機組停機后對真空系統(tǒng)進行灌水找漏。這種方法比較直觀，漏點極易被發(fā)現(xiàn)，缺點是由于設(shè)備的原因，灌水高度最高只能到汽缸的最低軸封洼窩處，高于軸封洼窩的地方因為水上不去而不易發(fā)現(xiàn)，特別是與汽輪機汽缸相連接的管道系統(tǒng)。

2.使用氦質(zhì)譜查找真空系統(tǒng)不嚴(yán)密的方法的優(yōu)缺點

使用氦質(zhì)譜方法通常是在可疑點噴氦氣，然后在真空泵端檢測，看是否能檢測到氦氣，如果檢測到氦氣則說明此可疑點泄漏。此方法能確定泄漏大體位置，并有一個相對值數(shù)據(jù)。但設(shè)備使用較費力，需要三到四人操作；氦質(zhì)譜法受環(huán)境影響較大，空氣流動性適度都對確定漏點造成麻煩；另外，空冷島上使用氦質(zhì)譜檢漏難度較大。在管道較多的位置基本難以確定漏點。

3.使用超聲波查找真空系統(tǒng)不嚴(yán)密的方法的優(yōu)缺點

超聲波檢漏法是一種方便快捷的方法，首先操作簡單，一人即可操作；而且能準(zhǔn)確確定漏點的位置，使堵漏較方便；應(yīng)用在空冷島上更是方便、快捷、準(zhǔn)確。缺點是使用時需要一定的操作經(jīng)驗。

火燭法，涂抹肥皂泡，鹵素檢測等方法較為原始，在此不多描述。

真空嚴(yán)密性試驗技術(shù)指導(dǎo)（汽機定期試驗）

1、操作危險點、安全措施和注意事項（按工作順序填寫與執(zhí)行）：

1. 試驗時，如真空下降至85kPa或低壓缸排汽溫度超過57℃，應(yīng)停止試驗，啟動真空泵運行，恢復(fù)正常運行方式。

2. 試驗時當(dāng)凝結(jié)水溫度大于45℃時，應(yīng)及時通知化學(xué)注意精處理運行情況。當(dāng)凝結(jié)水溫度大于50℃時，應(yīng)及時通知化學(xué)退出精處理運行。

2、試驗方法及步驟

1. 得值長令，##號機組真空嚴(yán)密性試驗。

2. 確定 ##號機組負(fù)荷大于80%，運行正常。

3. 確定 ##號機組凝汽器真空應(yīng)大于90kPa以上。

4. 確定真空泵良好，維持二臺運行，一臺作備用。

5. 確定有關(guān)真空數(shù)值（就地、LCD及DEH）顯示均正常。

6. 解除機組協(xié)調(diào)控制，且鍋爐燃燒穩(wěn)定。

7. 記錄機組負(fù)荷、凝汽器排汽溫度、凝結(jié)水溫度、真空等有關(guān)數(shù)據(jù)。

8. 解除備用真空泵的聯(lián)鎖。

9. 關(guān)閉兩臺運行真空泵入口碟閥，并停止兩臺運行真空泵，30秒后開始記錄，每30秒記錄一次真空值。

10. 8分鐘后試驗結(jié)束，立即啟動兩臺真空泵運行，檢查入口碟閥聯(lián)開正常。

11. 取其中后5分鐘內(nèi)的平均值算出真空平均下降速度。真空嚴(yán)密性試驗結(jié)果（             ）kPa/min，試驗結(jié)果（        ）。

12. 試驗時，如真空下降至85kPa或低壓缸排汽溫度超過57℃，應(yīng)停止試驗，啟動真空泵運行，恢復(fù)正常運行方式。

13. 試驗結(jié)束，匯報值長并做好凝汽器真空嚴(yán)密性試驗結(jié)果的分析和記錄。

14. 匯報值長，操作結(jié)束。

汽輪機真空系統(tǒng)現(xiàn)場漏點如何判斷

1、是否有重大操作或發(fā)生異常情況：了解機組一些近期重要操作或者事故處理，判斷是否可能損害與真空系統(tǒng)相關(guān)的設(shè)備，影響真空。

2、凝結(jié)水含氧量情況：了解凝結(jié)水含氧量，如果熱井水側(cè)漏入空氣將嚴(yán)重影響凝結(jié)水含氧量，致使凝結(jié)水水質(zhì)惡化。

3、雙背壓凝汽器真空比較：對于雙背壓凝汽器，通過隔離方式，如果隔離后發(fā)現(xiàn)某側(cè)凝汽器真空值低，排氣溫度較高，初步劃定泄漏范圍。

4、凝汽器兩側(cè)端差比較：通過凝汽器兩側(cè)端差，判斷疏水?dāng)U容器運行情況，如果存在泄漏端差異常增大。

5、手動操作與凝汽器相連閥門開度：了解汽輪機疏水系統(tǒng)閥門狀態(tài)，就地操作與凝汽器相連正壓蒸汽管路閥門，操作后正壓蒸汽充滿負(fù)壓側(cè)管道，判斷閥后管道是否存在漏點。

6、氦氣檢漏分析儀與超聲波檢漏儀：使用真空檢漏設(shè)備初步判斷具體漏點。

五、現(xiàn)場真空泄漏檢查實例

某電廠350MW超臨界燃煤機組，真空系統(tǒng)設(shè)備配置為：3臺真空泵 1臺射水抽氣器。

超速試驗前，真空嚴(yán)密性試驗結(jié)果為100kPa/min，正常運行狀態(tài)為1臺真空泵 1臺射水抽氣器。而超速試驗后，真空嚴(yán)密性嚴(yán)重下降，需要運行2臺真空泵 1臺射水抽氣器才能維持系統(tǒng)真空，且真空泵電流較大，具體數(shù)據(jù)為：真空值93.47 kPa、排汽溫度39.7℃、真空泵電流130A。

檢漏人員現(xiàn)場了解到，此次真空突然惡化之間，只是進行了汽輪機超速試驗。由于該試驗對機組擾動較大，初步判斷真空嚴(yán)密性下降的原因為汽輪機軸封間隙磨損變大、凝汽器本體受損或著與其相關(guān)系統(tǒng)管道出現(xiàn)裂痕。

按照分析結(jié)果，使用氦氣檢漏分析儀從汽輪機平臺開始至零米檢查，主要位置檢查結(jié)果如下：

很顯然，凝汽器喉部存在較大漏點。就地實際檢查發(fā)現(xiàn)，凝汽器喉部處存在30厘米長的裂痕。

對漏點處理后，凝汽器真空明顯好轉(zhuǎn)，真空嚴(yán)密性試驗合格，真空系統(tǒng)正常運行狀態(tài)為1臺真空泵 1臺射水抽氣器。具體數(shù)據(jù)為：真空值95.37 kPa、排汽溫度34.2℃、真空泵電流113.2A。

某廠1#機真空嚴(yán)密性試驗不合格，高于0.4KPa/min。以下為查漏點及運行中的檢查方法。