大型火電廠汽機真空系統(tǒng)經(jīng)濟性探討

盛權

摘 要：汽機真空系統(tǒng)對整個火電廠的安全、經(jīng)濟運行有著重要影響，真空系統(tǒng)的惡化將直接引起汽輪機組經(jīng)濟性降低，甚至危及機組安全。因此，必須優(yōu)化汽輪機真空系統(tǒng)，以此來保障汽輪機運行的安全性和經(jīng)濟性。本文分析了影響汽機真空的因素及其解決措施。

關鍵詞：火電廠;汽機真空系統(tǒng);問題;措施

汽輪機真空系統(tǒng)是火電廠重要的系統(tǒng)，其影響因素眾多，平常運行中問題原因復雜，但其對發(fā)電廠的煤耗影響大，故要高度重視火電廠汽機真空系統(tǒng)，所以，保證真空系統(tǒng)的最有利真空，是火電廠要做好的重要內容。而機組真空系統(tǒng)受到凝汽器傳情況、真空系統(tǒng)嚴密性狀況、冷卻水的溫度、流量、機組的排汽量等因素制約。因此，有必要對機組真空度下降的原因做出分析，便于及時查明原因，并采取有效措施予以解決，從而確保機組的安全經(jīng)濟運行。

一、汽機真空系統(tǒng)作用

建立和維持汽輪機機組的低背壓和凝汽器的真空。正常運行時不斷地抽出由不同途徑漏入汽輪機及凝汽器的不凝結氣體。這些不凝結的氣體若不及時除去，會積聚在凝汽器管束的表面，阻礙蒸汽凝結放熱，從而影響凝汽器的真空度，并使凝結水的過冷度增大，進而降低機組效率。

二、汽機真空系統(tǒng)真空異常的危害

1、真空過高的危害

①在設計工況下，凝汽式汽輪機最末級噴嘴汽流一般是處于臨界狀態(tài)，背壓降低將使蒸汽進一步在噴嘴斜切部位膨脹，末級隔板前后壓差增大，而造成隔板過負荷。

②若背壓繼續(xù)降低，最末級動葉中將出現(xiàn)臨界工況，這時動葉前的壓力并不隨背壓降低而降低，動葉后的壓力下降，使動葉前后壓力差增大，造成動葉過負荷并引起軸向推力增大。

③若背壓繼續(xù)降低，則蒸汽在動葉外膨脹不能產生有效功，因此背壓降低不能再增加汽輪機功率，這不利于汽輪機的安全和經(jīng)濟性。

④真空過高，排汽溫度低而濕氣增加，末級葉片水蝕加劇。

⑤對低壓缸與軸承座一體設計的機組而言，真空過高有可能使低壓缸中心發(fā)生偏移，這是造成機組振動的一個原因。

2、真空過低的危害

①排汽壓力升高，可用焓降減小，不經(jīng)濟，同時使機組出力降低，這樣必須要增加進汽量來維持要求負荷，容易使調節(jié)級過負荷，機組軸向推力增加。

②排汽缸及軸承座受熱膨脹，可能引起中心變化，產生振動。

③排汽溫度過高可能引起凝汽器冷卻水管松弛，破壞嚴密性。

④可能使純沖動式汽輪機軸向推力增大。

⑤真空下降使排氣的容積流量減小，對末幾級葉片工作不利。末級要產生脫流及旋流，同時還會在葉片的某一部位產生較大的激振力，有可能損壞葉片，造成事故。

三、影響汽輪機真空的因素

影響汽輪機的因素較多，且比較復雜，其中主要包括真空的嚴密性、凝汽器傳熱特性、凝汽器載荷、清潔系數(shù)、真空泵的原動力不足、疏水系統(tǒng)出現(xiàn)大量的內漏、冷卻水流量、循環(huán)水流量和進水溫度等。

影響汽輪機真空的主要因素是真空系統(tǒng)出現(xiàn)泄漏點，導致真空偏低，真空下降會增加系統(tǒng)的耗能，所以電廠對真空系統(tǒng)很重視，對真空系統(tǒng)氣密性有嚴格要求，火電廠真空系統(tǒng)的組成結構復雜，使用過程中可能會有多個點出現(xiàn)泄漏情況，所以要快速查找泄漏點，消除泄漏對真空系統(tǒng)的影響。使用時間較長的發(fā)電機組，操作和維修人員對設備的大概情況都比較了解，這種真空泄漏問題通常是設備老化造成，一般是低壓旁路的法蘭破裂泄漏，所以會發(fā)生真空氣密性不良的情況，因此，首先要檢查各焊點、接口處及經(jīng)常受到熱應力變化大的部位。對新的發(fā)電機組真空泄漏問題，要從運行操作上查找，比如水封是否封閉良好、軸封壓力調整是否合理、疏水門的關閉情況等都會影響泄漏的發(fā)生，而新設備通常比較穩(wěn)定，一般不會發(fā)生泄漏情況。

根據(jù)真空系統(tǒng)的泄漏情況分為一般泄漏、嚴重泄漏和超嚴重泄漏，泄漏的越嚴重對發(fā)電機組的不良影響越大，但泄漏越嚴重檢查越容易，若嚴重泄漏的話，應排查法蘭、低壓缸安全閥、焊縫、疏水管道等方面。若真空系統(tǒng)的嚴密性不好，應先檢查水封、低壓缸安全閥、法蘭等易出現(xiàn)問題的部位。當真空嚴密性變差的速度緩慢時，不容易判斷出問題所在，但可先檢查軸封系統(tǒng)的嚴密性，增加軸封供汽壓力，若無效果在查找其他部位。

凝汽器又叫冷凝器，是汽輪機中重要的凝汽設備，凝汽器的工作原理是使蒸汽在凝汽器中凝結成水，凝汽器在汽輪機的排汽口處形成高度真空，目的是使蒸汽膨脹到最低壓力，從而增大機組的比焓降，提高汽輪機的使用效率。凝汽器真空度對機組的運行安全和熱效率有很大的影響，若凝汽器出現(xiàn)問題會導致汽輪機的熱耗、汽耗增大，還有真空下降對汽輪機排氣缸的溫度也會有影響，溫度上升導致汽輪機軸承中心偏移，汽輪機組出現(xiàn)嚴重的振動現(xiàn)象，所以在真空降低時的有效措施是增加蒸汽的流量，但這樣會增加軸承推力，使軸承的負荷變大，從而影響機組的安全運行。

當機組的負荷升高時，汽輪機的低壓缸排汽量就越大，凝汽器的負載也會變高，導致凝汽器的真空下降，當凝汽器的真空下降到一定數(shù)值時，要限制機組出力，來保證凝汽器的真空狀態(tài)。凝汽器中漏入空氣，會使凝汽器的換熱效果降低，而且凝汽器的漏入空氣的概率較大。

四、火電廠汽輪機真空系統(tǒng)問題的解決措施

在運行過程中對汽輪機真空下降的影響因素很多，所以要想一些有效可行的應對措施，當凝汽器出現(xiàn)漏氣點時，要查找漏點，并將漏點堵死。循環(huán)水的溫度受到天氣的影響較大，這是無法避免的，但可通過改變冷水塔和循環(huán)水泵來彌補此問題。若真空泵出力下降，要檢查真空泵分離箱的水位是否正常，如不正?？烧{節(jié)到正常水位，若真空泵分離箱溫度過高，應增大冷卻水的流量，來保持真空泵分離箱的溫度正常，軸封壓力應保持在一定的范圍內，當壓力過低時，可開大汽源。凝汽器的水位主要是依靠凝汽器的補水進行調節(jié)，水位過高時，應關閉補水，水位過低時，加快補水，以維持凝汽器的水位在規(guī)定范圍內。

目前我國的能源需求量不斷地增加，但能源短缺問題也日趨明顯，為了滿足人們的正常需求量，汽輪機真空系統(tǒng)是火電廠的重要系統(tǒng)，影響因素較多，對發(fā)電廠的煤耗影響也很大，所以要重視此問題，只有在火力發(fā)電汽輪機的節(jié)能方面想辦法，而汽輪機的真空問題是影響其工作效率的重要因素，因此要加大力度，對汽輪機的真空問題進行有效分析，并通過科學的手段進行研究和改進工作，盡量避免能量損耗，增加汽輪機的工作效率，進而能直接提高企業(yè)的經(jīng)濟利益。

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