防止660MW燃煤機組真空倒掛的措施

摘要：循環(huán)水冷卻的雙背壓凝汽式汽輪機組因冷卻水先經(jīng)A凝汽器，后經(jīng)B凝汽器，所以理論上A側(cè)真空會高于B側(cè)，但是在某些因素的影響下會使得B側(cè)高于A側(cè)，這就是“真空倒掛”。本文分析導致這種現(xiàn)象的因素，并根據(jù)實際生產(chǎn)提出防止“真空倒掛”措施，提高機組的經(jīng)濟性。

關(guān)鍵詞：凝汽式 真空倒掛 經(jīng)濟性

凝汽器的真空是汽輪發(fā)電機組的重要參數(shù)之一，其大小會影響機組的經(jīng)濟性，而保證機組運行在最佳真空是電力生產(chǎn)人員的工作要求。

1 機組概況

660MW燃煤機組汽輪機是由上海汽輪機有限公司和德國SIEMENS公司聯(lián)合設(shè)計制造的超超臨界、一次中間再熱、單軸、四缸四排汽、雙背壓、反動凝汽式汽輪機。本汽輪機采用全周進汽加補汽閥的配汽方式，高、中壓缸均為切向進汽。高、中壓閥門均布置在汽缸兩側(cè)，閥門與汽缸直接連接，無導汽管。蒸汽通過兩只高壓主汽門及高壓調(diào)門進入單流的高壓缸，從高壓缸下部的兩個排汽口進入再熱器。蒸汽通過再熱器加熱后，通過兩只中壓主汽門及中壓調(diào)門進入雙流的中壓缸，由中壓外缸頂部的中低壓連通管進入兩只雙流的低壓缸。

凝汽器為雙殼體、雙背壓（對每殼體而言為單背壓）、單流程回熱式。低壓缸排汽分別進入A、B凝汽器，循環(huán)水并列二路進入串聯(lián)通過A、B凝汽器，由于循環(huán)水溫的不同，所以形成了高、低汽室。機組正常運行時，應A凝汽器（低背壓側(cè)）真空應高于B凝汽器（高背壓側(cè)）真空值。

軸封系統(tǒng)高負荷為自密封，自密封不足時由輔汽供汽，小機軸封用汽取自主機低壓軸封用汽。

2 真空倒掛現(xiàn)象

凝汽器真空在低負荷時會出現(xiàn)倒掛現(xiàn)象，且A側(cè)真空嚴密性試驗不合格。當A/B側(cè)真空泵運行，將A側(cè)真空泵進口氣動隔離門關(guān)閉后，真空值從96.31kpa下降到95.96kpa。負荷570MW，將3A小機軸封壓力提高到小機軸封略微冒汽后真空嚴密性試驗仍不合格，A側(cè)300kpa/min。當A側(cè)A/B兩臺真空泵運行時，真空倒掛現(xiàn)象消失。當A側(cè)A/B兩臺真空運行，負荷532MW，真空值96.47Kpa，投入A側(cè)A真空泵制冷裝置后，工作液溫度從28.8℃下降到19.8℃。負荷553MW，真空96.69Kpa。投入A真空泵制冷裝置后將B真空泵停運后，A側(cè)真空并無明顯變化。

3 真空倒掛原因分析

1、 機組高負荷時，真空嚴密性良好，而低負荷時A凝汽器真空下降導致存在凝汽器真空倒掛現(xiàn)象，這說明低負荷時，由于真空值上升A側(cè)漏入空氣將增加而蒸汽量減少，此時空氣的占比將增加，且此時單臺真空泵的出力不足以將漏入的空氣量抽出，導致A側(cè)真空值較B側(cè)下降快，產(chǎn)生A/B側(cè)真空倒掛現(xiàn)象。A/B兩臺真空泵運行時，真空倒掛現(xiàn)象消失，

2、 根據(jù)管道布置，凝汽器A側(cè)真空泵冷卻器處于循環(huán)水用戶系統(tǒng)末端，循環(huán)水量較B側(cè)真空泵少；同時B側(cè)真空低抽吸的乏氣溫度也高，故B側(cè)對密封水要求不高，A凝汽器真空泵冷卻器由于長期未清理，造成冷卻效果差，影響真空。

3、 由于機組疏水大部分疏至凝汽器A，在高負荷時，A凝汽器疏水量/總蒸汽量>B凝汽器疏水量/總蒸汽量；但在低負荷時，A凝汽器疏水量/總蒸汽量

4 提出并驗證解決方案

4.1 保持輔汽至軸封旁路電動門一定開度

輔汽至軸封旁路電動門保持一定開度，使得輔汽至軸封供汽調(diào)整門開度減小，增加輔汽至軸封汽調(diào)節(jié)余量，保證軸封母管壓力穩(wěn)定。運行中輔汽至主機軸封汽電動旁路門保持一定開度，主機軸封汽壓力保持在0.028MPa。經(jīng)調(diào)整后，主機軸封壓力基本上能保持在0.028MPa，真空倒掛現(xiàn)象得到好轉(zhuǎn)并基本消除。

4.2 對A凝汽器真空泵增裝真空泵制冷裝置

機組運行中凝氣真空形成的原理為蒸汽冷卻后比體積急劇減小，形成真空。真空泵的作用為抽取凝汽器中的不凝結(jié)氣體，防止換熱熱阻增大，維持凝汽器的換熱效果。

對于實際運行中的凝汽器，負荷一定時，循環(huán)水進水溫度和循環(huán)水溫升成為制約凝氣器真空的參數(shù)。查閱凝汽器性能曲線，在100%冷卻水量，80%負荷，29℃循環(huán)水進水溫度工況下，凝汽器A、B側(cè)真空設(shè)計值分別為94.9kPa、93.6kPa，實際運行中A、B側(cè)真空分別為94.01kPa、93.67kPa。由此可見，A側(cè)凝汽器真空未達到設(shè)計值，投運真空泵制冷裝置后效果明顯，B側(cè)凝汽器真空已達到設(shè)計值，投運真空泵制冷裝置無效果。

增裝真空泵制冷裝置后降低真空泵工作液溫度，提高真空泵出力。凝汽器A側(cè)真空泵密封水制冷裝置投入后真空泵密封水溫度下降至了7.5℃，凝汽器A側(cè)真空提0.6kPa，已大于B凝汽器的真空值，消除了真空倒掛現(xiàn)象。

5 結(jié)束語

增裝真空泵密封水制冷裝置，提高軸封母管壓力，減少了不凝結(jié)氣體漏入A側(cè)凝汽器，從而提高了A側(cè)凝汽器的真空嚴密性，降低了真空倒掛現(xiàn)象發(fā)生幾率，提高了機組的效率。

參考文獻：

[ 1]浙江浙能樂清發(fā)電有限公司.集控運行規(guī)程[ Z]， 2019.

[ 2]柯永省.超超臨界機組真空泵制冷裝置的應用及節(jié)能效果分析.裝備應用與研究[ J]，2014.

（作者單位：浙江浙能樂清發(fā)電有限責任公司）

作者簡介：郭朋飛（1990- ），男，江蘇徐州人，助理工程師，從事660MW燃煤火電機組的生產(chǎn)工作。