1、1凝汽器真空的影响因素及常见故障分析【摘要】本文中，简要阐述汽轮机凝汽器真空度的影响因素，结合常见的故障，做出具体分析并提出相应的处理措施。 【关键词】凝汽器真空，影响因素，常见故障 中图分类号：U226.8+1 文献标识码：A 文章编号： 一、前言 凝汽器的真空度，直接影响着汽轮机装置的效率、功率，对整个汽轮机组的热经济性有着重要作用。保持凝汽器良好的运行工况，保证凝汽器最有利的真空，是每个发电厂节能的重要内容。而影响凝汽器真空的因素来自很多方面，定期检查，及时发现问题、查明原因，采取有效措施，确保机组的安全经济运行。 二、凝汽器真空的影响因素 凡影响传热系数的因素，都将影响传热端差，从而影
2、响真空。影响凝汽器传热端差的因素比较复杂，主要包括凝汽器传热系数、清洁系数、空气量及冷却水系统的特性等。 1.凝汽器传热系数因素 凝汽器的传热系数越大，传热端差越小，真空越低。 （一）影响凝结换热的主要是不凝结气体，对凝结换热产生十分有害的影响，哪怕含量极微。 （二）清洁不锈钢管的导热换热系数由其材质和结构尺寸决定，其2热阻是很小的，但凝汽器运行一段时间后，不锈钢管换热面上会积起各种覆盖物垢层，换热面与流体的相互作用甚至会导致腐蚀，引起覆盖物垢层，产生附加热阻，导热换热系数减小，换热性能下降。 此外还有冷却水入口温度循环水量和循环水温，也影响到传热系数。2.空气量因素 处于真空状态下的各设备，
3、包括低压缸缸体预留仪表管接口、凝汽器喉部伸缩节、凝汽器热井人孔门、轴封加热器等，以及各级回热系统和各疏水系统，由于安装焊接质量和各种不确定因素，形成漏点，易导致空气漏入。再就是由新蒸汽带入汽轮机的，由于锅炉给水经过除氧，来源极少。空气严密性正常时进入凝汽器的空气量虽然少但危害很大，空气阻碍蒸汽放热，使传热系数减小，端差增大从而使真空下降，并会导致使凝结水的过冷度增大。降低空气量主要从真空严密性和抽气器的工作性能考虑。 3.清洁度因素 凝汽器冷却表面积脏污，凝汽器不锈钢管内结有不同程度的硬垢时，影响了循环水流量及其传热效果。凝汽器传热面的结垢和污染使传热系数降低，从而使凝汽器端差增大，真空下降。
4、主要有外部污染和内部结垢。 对于开式循环水系统，外部污染源主要是水中的泥沙、有机物及杂质；对于闭式循环水系统，主要是因循环水浓缩易结垢。水中垃圾对循环水系统正常工作影响极大。 3内部结垢主要是运行机组汽水品质控制不严，导致凝汽器汽侧结垢，降低了传热效果。 4.冷却水因素 凝汽器中，冷却水由进口处的温度逐渐吸热上升到出口处的温度，这之间的温度升高差为冷却水温升，它反映了凝汽器的换热能力。当进入凝汽器的蒸汽量一定时，主要决定于冷却水量。冷却水量减少，则冷却水温增大，真空降低。冷却水量主要决定于循环水泵即循环水量，也可能是管路或者虹吸井的影响。 冷却塔，把汽轮机末端的排气在凝结成水的过程中所散发的大
5、量热量释放到环境中，并以较高的冷却效率，使凝结水获得较低的水温。凝结水的温度越低，汽轮机的热效率越高。冷却塔冷却效果的影响因素较多，如填料的选择及性能、填料的高度设计、塔的阻力、塔周围环境对塔通风的影响，喷溅装置的性能及安装、塔的面积和淋水密度分布不均等。冷却塔选用、设置、管道设计、施工不当,都能导致冷却塔运行不良，使循环水入口温度达不到设计值，从而影响凝汽器真空。 三、故障分析及相应处理 排汽真空度对汽轮机正常运行起着非常重要的作用。真空度下降，会使汽轮机的汽耗和最后几级叶片的反动度增加、轴向推力增大；随着排汽温度升高，会引起汽轮机转子旋转中心漂移而产生振动，甚至引起汽缸变形及动静间隙增大。
6、如因冷水量不足而引起故障的，还会导致铜管过热而产生振动及破裂，缩短凝汽器的使用寿命。常见故障及其相应处理措施如下所述： 41.循环水量中断或不足 循环水中断时，真空表指示回零，凝汽器前循环水泵出口侧压力急剧下降，冷却塔无水喷出。应迅速卸掉汽轮机负荷，并注意真空降到允许低限值时进行故障停机。 循环水量不足时，真空逐步下降，循环水出口和入口温差增大。 若凝汽器中流体阻力增大，可断定是凝汽器内管板堵塞，此时可采用停机清理的办法进行处理。若凝汽器中流体阻力减小，可断定是凝汽器循环水出水管部分堵塞。应根据真空降低情况降低负荷，迅速排除故障。 2.循环水温升高 如果电厂的循环冷却水是开式水，受季节的影响很
7、大，尤其在夏季，循环水温升高，对凝汽器的换热效果产生不利影响。循环水进口温度逐步升高，其吸收热量就会减少，蒸汽冷凝温度就会越高，冷凝温度的升高可使排汽压力相应升高，最终导致凝汽器内真空下降。循环水温越高，循环水从凝汽器中带走的热量越少，对于采用冷却塔的闭式循环供水系统，水温冷却主要取决于冷却水塔的工作状况。由于飞散损失和蒸发损失，循环补充用水量是比较大的，及时补充冷水，可以有效保持冷却水塔降温，应当定期检查以下，看看冷却塔内的分配管是否正常，出水是否完好。 3.后轴封供汽不足或中断 这个故障将导致不凝结气体从外部漏入处于真空状态的部位，最后泄漏到凝汽器中，影响传热，凝结水过冷度增大，导致真空迅
8、速下降。5由于空气冷却轴颈，易导致转子收缩，胀差向负方向变动。轴封汽压自动调节失灵，或是手动调节不当，都将导致轴封失汽。 应当关闭轴封漏汽门，开大调门，使轴封汽压力恢复到正常水平。如果轴封汽量分配不均，引起个别轴封漏入空气，应调节轴封汽分门，重新分配各轴封汽量。如果汽源本身压力不足，应设法恢复汽源。 4.抽气器故障 (一) 冷却器的冷却水量不足，两段抽气器内充满没有凝结的蒸汽，降低了喷嘴的工作效率。应当打开凝结水再循环门，关小通往除氧器的凝结水门，如有必要，可以往凝汽器补充软化水。 (二) 冷却器内管板或隔板泄漏，导致部分凝结水不通过管束而短路流出，冷却器汽侧疏水排出不正常，导致两段抽气器内充
9、满未凝结的蒸汽。 (三) 冷却器水管破裂或管板上胀口松驰或疏水管不通，导致抽气器满水，水从抽气器排气管喷出。 (四) 喷嘴磨损或腐蚀，导致抽气器工作变坏。抽气器的用汽量将增大，通过冷却器的主凝结水的温升也将增大。 应迅速启动备用抽气器。 5.凝汽器热负荷过高 由于机组主蒸汽管多处疏水，均接入凝汽器，增加了凝汽器换热强度，当循环冷却水量一定或不足时，将会引起凝汽器真空度下降。应当将疏水系统加分流管道及阀门，或者直接接至电厂的疏水扩容器或疏水箱，从而降低凝汽器的热负荷。 66.凝汽器满水或水位升高 (一) 凝汽器汽侧空间水位升高后，将会淹没下边一部分不锈钢管，导致凝汽器的冷却面积减少，导致汽轮机排
10、汽压力升高，也就是真空降低。 (二) 若是凝汽器水位升高到抽空气管口高度，那么凝汽器真空就会下降。最初真空降低的速度比较缓慢，后来就逐步加快，连接在凝汽器喉部的真空表指示下降，连接在抽气器上的真空表指示则会上升。 7.凝汽器冷却面结垢或腐蚀，传热恶化 当凝汽器内不锈钢管脏污结垢时，将对凝汽器的热交换造成不利影响，导致凝汽器端差增大，使排汽温度上升，凝汽器内水阻就会增大，冷却通流量开始减小，冷却水出入口温差与此同时逐步增加，形成真空下降。判断凝汽器冷却面是否结垢，应与冷却面洁净时的运行数据比较。当结垢过多，真空过低时，就必须停机进行清洗。 8.凝汽器水侧泄漏 这个故障非常常见。凝汽器不锈钢管泄漏
11、，会导致硬度很高的冷却水进到凝汽器汽侧，导致凝汽器水位升高，真空下降，还会导致凝结水质变坏，导致锅炉和其它设备出现结垢或腐蚀，严重的时候甚至会引起锅炉爆管。应当立即对不锈钢管做堵管处理。 9.凝汽器真空系统不严密，汽侧泄漏导致空气涌入 主要表现为汽轮机排气温度与凝汽器出口循环水温的差值增大、凝结水过冷却度增大。真空系统存在比较小的漏点时，不凝结的汽体就会从外部涌入处于真空状态的部位，最后泄漏到凝汽器中，过多的不凝结7气体滞留在凝汽器中影响传热，使真空异常下降，真空下降速度往往很缓慢，下降到一定程度后，就会保持稳定不再下降，漏汽量和抽气量达到平衡。应当立即查找漏气原因和漏气点，消除故障。 四、结语 影响汽轮机冷端性能的原因最终会反映为真空下降，在实际生产中，应当以设备治理为基础、通过运行方式的调整来克服季节因素带来的不利影响，要对设备系统逐步排查，具体分析，采取相应措施，改善汽轮机冷端性能，确保安全的同时争取最大的经济效益。 参考文献： 1苗孟晓 凝结器真空缓慢下降的原因分析与处理方法 期刊论文 城市建设 2010 2李荣梅 凝汽器传热分析与节能途径 期刊论文 黑龙江电力2008
