改善汽轮机真空严密性提高汽轮机效率

改善汽轮机真空严密性提高汽轮机效率

林伟

乌沙山发电有限责任公司   浙江宁波  315700

摘要：近年来，随着我国经济的高速发展，社会各个领域对电能的需求与日俱增，不仅增加了我国燃气电厂等电力企业的生产压力，更对电能供应的稳定性和环保性提出了更高的要求。作为燃气电厂的核心设备之一，汽轮机的平稳运行对电厂的健康发展关系重大。而汽轮机的平稳运行在很大程度上取决于其真空严密性的状况，真空性越高，发电效率越高，运行越经济环保。

关键词：燃气电厂；汽轮机；真空严密性；优化

电厂运行过程中，汽轮机的真空度是关键因素，真空度低会对汽轮机的稳定运行造成影响。电站运行过程中，汽轮机的真空系统如果出现气密性问题，造成真空度不断降低，会对系统的稳定运行造成影响，从而影响电站的经济效益。，因此人们对于电站汽轮机真空度的关注度不断增加。

1真空形成原理

汽轮机排汽在恒压下通过换热冷凝成水，大量蒸汽凝结时，体积迅速变小，是凝汽器汽侧形成高度真空。真空系统出现真空度降低的危害主要表现在以下几个方面:①机组效率降低，供电气耗增加，凝汽器端差变大。②加大了真空泵出力，增加了能耗。③凝结水含氧量增大，可能引起系统管束腐蚀。造成真空度低的因素主要有凝汽器换热效果差(换热管结垢、端差大);真空严密性差(泄漏点多);凝汽器水位不正常或热负荷过高;真空泵出力不足或故障。

2当前燃气电厂汽轮机组在真空严密性方面所存在的问题

2.1负压系统存在问题

汽轮机组的真空严密性出现问题主要是因为负压系统存在问题，导致机组内部混入了过量的外界空气，从而降低了机组内部的真空度。空气进入的途径主要有：①由汽轮机的真空系统存在的漏点进入。②蒸汽中混入的其他气体进入凝汽器。存在的问题具体如下：第一，低压轴封出现漏气现象，压力偏低。第二，连接处出现漏气现象。主要指汽缸安全门、汽缸法兰、汽缸人孔门以及抽气管等装置之间的连接不够严密，导致大量外界气体进入机组内部，使得真空严密性下降。其中汽缸法兰结合面总量较大，增加了漏气的可能性，但通过灌水查漏又难以排查。第三，轴封加热器多级水封出现漏气现象。第四，汽轮机组内部安全门漏气现象。第五，汽轮机真空设备的关键部件如阀门等出现漏气现象。第六，汽轮机组备用真空泵出口的气动阀在其运行期间没有关闭。由此可见，经常对机组内部各项设备的进行检修，确保设备以及设备之间的连接处不漏气，是保证汽轮机真空严密性良好的关键所在。

2.2抽气系统存在问题

正常来讲，抽气系统存在问题也是破坏汽轮机真空严密性的主要原因。抽气系统存在的问题主要有：①真空泵内部的冷却水温过高。在同样的压力下，水温升高会导致真空泵抽吸能力的下降。这是因为真空泵容量有限的情况下，足够低温的冷却水可以将大量吸气口的水蒸气冷却，从而提高了其抽吸能力。②误开排水门导致真空泵分离器的实际液位偏低。③轴端漏气及进气端堵塞。④真空泵产生浊气，极大程度地影响其抽吸能力。

2.3循环水系统存在问题

①循环水量较少影响机组内部的真空严密性。这种现象一般是由机组的进水压力过低且进水温度过高所导致。此外，如果机组的进水口与出水口之间温差较大，容易导致过滤网堵塞以及水源位下降等现象，从而造成循环水量减少，影响汽轮机正常运行。②水量不均匀也会降低汽轮机组的真空度，所以对循环冷却水的用量要按照一定的标准严格进行控制。要保证汽轮机真空严密性的良好，就要确保机组内部的循环水系统的状态时刻稳定。依据实验数据进行分析，每当循环水的水温升高5°的时候，真空就会降低1%，冷却水塔的工作状态决定水温冷却的情况。因此在机组工作与运行的过程当中，必须要及时去补充冷水。能够引起循环冷却水进水温度过高的主要原因包括以下几点。第一点，冷却塔在工作的过程当中，其运行状况出现了问题。冷却塔的运行状况一旦出现问题，就会导致水塔在出水时其温度比较高，容易造成真空恶化的情况。第二点，周边的空气湿度比较大，或者是环境的温度比较高。这二者都会引起冷却塔的循环水温降有所减少，导致凝汽器的循环水进水温度有很大程度上的提升，真空出现恶化的情况。第三点，循环冷却水的用量问题也是造成真空恶化的一个情况，当循环冷却水的用量不足的时候就会使真空降低。第四点，凝汽器两旁的通水量分配不够均匀，这样也会影响机组的真空情况。第五点，凝汽器一旁的积累空气或者是真空泵的抽气能力不足的时候也会造成机组的真空降低问题。

2.4凝汽器存在问题

①凝汽器真空的严密性不足。由于汽轮机运行环境较差，所以其凝汽器的真空严密性经常不达标。汽轮机真空系统的内部压力小于大气压，导致外界空气进入汽轮机内部。凝汽器的运行中，一些空气容易混入蒸汽进入凝汽器。这些都会破坏其内部的真空状态。②凝汽器的端差较大。循环水中存在的各种微生物以及碳酸盐和其他杂质容易导致水垢的形成，这就会增加管道的热阻力，使得热量传递过程中出现传热端差比较大的问题，增加凝汽器排汽温度，破坏汽轮机真空严密性。

3提升燃气电厂汽轮机组真空严密效果的具体措施

3.1优化循环水路系统

如果循环水路受到泥沙、杂物以及浮游生物等物质污染就会导致水流量下降等问题出现。因此，要定期做好循环水路的清洁工作，保持水路洁净，避免堵塞问题。

3.2提高横隔板的严密性

一般情况下，如果横隔板严密性不强，冷却水就会不经过换热直接流进出水口。因此要对横隔板进行定期检查，及时更换严密性不良的横隔板。并在横隔板中放入橡胶垫片增强其严密性，以便增加冷却水的换热效果。

3.3清除结存气体

凝汽器内部的结存气体，可利用先进的真空设备来加以去除。①保证真空泵的工作水温度在适宜的范围内，以便真空泵迅速抽出凝汽器内部的结存气体。②改造抽气孔去除结存气体。改造抽气孔的方式不仅能够去除大量的结存气体，还能有效防止大量的水蒸气流失，达到“一箭双雕”的效果。

3.4定期检修凝汽器

对凝汽器的真空系统进行定期维修。更换已破损的零部件，提高真空系统的严密性。

3.5加装使工作水冷却的装置

由于真空泵中的真空程度受到其工作水的温度的直接影响，因此可以在其冷却器出口处增加安装工作水冷却装置，使工作水的温度降低，从而在很大程度上提高真空泵的抽吸能力，整个汽轮机的真空严密性也会随之增强，同时也能在一定程度上解决冬季真空波动的问题。

3.6增装凝汽器抽出气体进行降温

在每台机组进行真空抽取的管道上增装一套喷淋式的冷却装置，用除盐水作为喷淋降温的水。这种装置可以对真空泵入口气体进行降温。

3.7抽真空管路设计

抽真空系统管路不畅通，会影响凝汽器的真空状态。①从凝汽器抽真空接口到真空泵入口的管路布置应避免U型出现。②设置单独抽真空管路和备用真空泵。③凝汽器抽真空接口应在其冷端空气聚集处。④真空系统阀门要用焊接真空阀。

结语：

汽轮机真空度降低会直接造成机组电厂的运行效率受到影响，降低运行的经济性。本文对汽轮机的真空度降低的因素进行分析，并对改善措施进行探究，结合某电厂的实际机组真空度降低实际情况分析，介绍真空度降低的处理改进方案，可以有效地改善机组的运行稳定性和经济性。

参考文献：

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