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分析汽拖鼓风机真空下降及预防措施

卢朝官

（炼铁厂）

摘 要：凝汽器真空是汽拖风机运行所监视的重要参数，其真空的高低直接关系到机组的安全性和经济性。凝汽器真空下降是汽拖风机实际运行过程中常见的问题之一，造成机组真空下降的原因很多。本文主要介绍汽拖风机凝汽器原理及真空下降的危害，同时结合实际情况，分析了凝汽器真空下降的原因，提出了预防真空下降的措施。

关 键 词：凝汽器；真空；汽轮机；分析；措施

引 言

凝汽器是汽拖鼓风机机组的一个重要组成部分，其作用是将进入凝汽器的蒸汽凝结成水，放出的汽化潜热被冷却水带走，在凝汽器内形成高度真空，使进入汽轮机内的蒸汽能膨胀到低于大气压力，多做功，其运行工况的是否稳定，直接影响到整个机组安全和经济运行。2005年3月-11月，柳钢炼铁厂动力车间的三台汽拖鼓风机先后投产，1#和2#汽机的型号NK50/63/28-7；3#汽机的型号：GHH(TR8/140)，在多年的生产过程中，由于凝汽器真空下降而导致机组跳闸事例并不少见，因此分析机组凝汽器真空度下降的原因，找出预防真空度下降的措施是很有必要的。

1 凝汽器的工作原理及真空的形成

凝汽器中装有大量的铜管，并通以循环冷却水。当汽轮机的排汽与凝汽器铜管外表面接触时，因受到铜管内水流的冷却，放出汽化潜热变成凝结水，所放潜热通过铜管管壁不断的传给循环冷却水并被带走。这样排汽就通过凝汽器不断的被凝结下来。排汽被冷却时，其比容急剧缩小，因此，在汽轮机排汽口下凝汽器内部造成较高的真空。柳钢炼铁厂动力车间汽拖风机所用的凝汽器型号为：N—1200—10，二道制二流程，冷却水量：3600t/h冷却面面积：1200m2，凝汽器是汽拖鼓风机机组的一个重要组成部分，图1是柳钢炼铁厂汽拖风机凝汽器简单的结构示意图：

图1

凝汽器运行时，冷却水从前水室的下半部分进来，通过冷却水管（换热管）进入后水室，向上折转，再经上半部分冷却水管流向前水室，最后排出。低温蒸汽则由进汽口进来，经过冷却水管之间的缝隙往下流动，向管壁放热后凝结为水在启动过程中凝汽器的真空是由主、辅抽汽器将汽轮机和凝汽器内大量空气抽出而形成的。而在正常运行中，凝汽器真空的形成是由于汽轮机排汽在凝汽器内骤然凝结成水时其比容急剧缩小而形成的。如蒸汽在绝对压力4kpa时蒸汽的体积比水的体积大3万倍，当排汽凝结成水后，体积就大为缩小，使凝汽器内形成高度真空。

凝结器的真空形成和维持必须具备三个条件：1、凝汽器铜管必须通过一定的冷却水量；2、凝结水泵必须不断地把凝结水抽走，避免水位升高，影响蒸汽的凝结；3、抽汽器必须把漏入的空气和排汽中的其它气体抽走。

2 凝汽器真空下降的危害

当主蒸汽压力和温度不变，凝汽器真空降低（即汽轮机排汽压力升高）时，蒸汽在机的总焓降减少，排汽温度升高，这不但影响机组的运行经济性，对机组的安全运行也有较大的影响，主要表现有：1、使排汽压力升高，可用焓降减小，不经济，同时机组出力有所降低；2、排汽温度升高，可能使凝汽器铜管松弛，破坏严密性；3、排汽温度升高，使排汽缸及轴承座受热膨胀，引起中心变化，产生振动；4、汽轮机轴向位移增加，造成推力轴承过载而磨损；5、真空下降使排汽的容积流量减小，对末级叶片的某一部位产生较大的激振力，有可能损坏叶片，造成事故。

3 汽拖风机凝汽器真空下降的原因分析

3.1 循环水量中断或不足

在凝汽器铜管内通过一定的循环水量是凝结器的真空形成和维持必备的条件之一，柳钢炼铁厂汽轮鼓风机班的循环水是由柳钢热电厂供应的，当循环水中断时，凝汽器前循环水泵出口侧压力会急剧下降，凝汽器的真空也会急剧下降，循环水中断的原因可能是：循环水泵或其驱动电机故障；循环水吸水口滤网堵塞，吸入水位过低；循环水泵轴封或吸水管不严密或破裂，使空气漏人泵内等。若循环水量不足时，循环水出口和人口温差增大，真空会逐步下降；由于引起循环水量不足的原因不同，因此有其不同的特点，所以可根据这些特征去分析判断故障所在，并加以解决。

3.2 循环水温升高

循环水受季节影响大，特别是夏季，当循环水进口温度升高时，其吸收热量就减少，蒸汽冷凝温度就越高，冷凝温度的升高可使排汽压力相应升高，降低蒸汽在汽机内部的焓降，使得凝汽器内真空下降。

3.3 后轴封供汽不足或中断

后轴封供汽不足或中断，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，过多的不凝结的气体滞留在凝汽器中影响传热，凝结水过冷度增大，不但会使真空迅速下降，同时还会因空气冷却轴颈，严重时使转子收缩，胀差向负方向变动。

3.4凝汽器满水（或水位过高）

若凝汽器汽侧空间水位升高后，淹没了下边一部分铜管，减少了凝汽器的冷却面积，那么汽轮机排汽压力会升高即真空降低， 如果凝汽器水位升高到抽空气管口高度，则凝汽器真空便开始下降。根据凝结水淹没抽气口的程度，开始时真空降低缓慢，以后便迅速加快，这时连接在凝汽器喉部的真空表指示下降，而连接在抽气器上的真空表指示上升。如果不及时采取必要的措施，将有水由抽气器的排气管中冒出。引起凝汽器满水的原因很多，例如： 凝结水泵故障（备用泵不能自启）；凝汽器铜管泄漏；凝结水泵自力排水阀故障等

3.5 抽气器故障

我们知道，蒸汽里往往会夹带少量的不凝结气体，随汽轮机排汽一起进进凝汽器。此外，凝汽器工作时，真空系统的不严密处也会漏入空气。这些气体在凝汽器中不能凝结，如不及时排除，会越积越多，最终将使凝汽器无法正常工作。设置抽汽器可以连续不断的将凝汽器内的不凝结气体抽出，并排向大气。从而保持凝汽器的正常工作。柳钢炼铁厂汽拖风机采用两级射汽式抽汽器，其型号为C-3415-1，该抽气器的任务就将漏入凝汽器内的空气和蒸汽中所含苞欲放的不凝结汽体连续不断抽出，保持凝汽器始终在高度真空下运行。引起抽气器故障的原因也很多，如喷嘴磨损或腐蚀；管板或隔板泄漏等。

3.6 凝汽器冷却面结垢或腐蚀，传热恶化

当凝汽器内铜管脏污结垢时，将影响凝汽器的热交换，使凝汽器端差增大，排汽温度上升，此时凝汽器内水阻增大，冷却通流量减小，冷却水出入口温差也随之增加，造成真空下降。凝结器冷却面结垢对真空的影响是逐步积累和增强的，因此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。凝汽器冷却面结垢的主要原因是循环水水质不良，在铜管内壁沉积了一层软质的有机垢或结成硬质的无机垢，严重地降低了铜管的传热能力，并减少了铜管的通流面积。当结垢过多，真空过低时，就必须停机进行清洗。

3.7 凝汽器真空系统不严密

真空系统不严密，存在较小漏点时，不凝结的汽体从外部漏人处于真空状态的部位，最后泄漏到凝汽器中，过多的不凝结气体滞留在凝汽器中影响传热，使真空异常下降，这类真空下降的特点是下降速度缓慢，而且真空下降到某一定值后，即保持稳定不再下降，这说明漏汽量和抽气量达到平衡。真空系统不严密漏气量增多时，表现的主要现象是：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。如轴封断汽，使空气从轴封处漏；凝汽器水位计接头不严密。真空系统的管道法兰接合面、阀门盘根等不严密等。

4 凝汽器真空下降的预防措施

凝汽器真空是汽拖风机运行所监视的重要参数，其运行工况的是否稳定，直接影响到整个机组安全和经济运行。因此需要时刻做好真空下降预防工作，维护机组的安全运行，确保高炉正常生产。

4.1 加强同动力厂热电车间的联系，监控好冷却水水压、水温及流量并适时调整，不断优化和提高冷水塔的效率，达到降低冷却水温度的目的。

4.2加强对凝结水泵及射汽抽气器等设备的维护工作，提高抽气器工作性能，确保其正常运行，抽气器切换时要安规程操作，杜绝误操作。

4.3凝结水泵自力阀及凝汽器水位调节自动要可靠投用，并加强对凝汽器水位，轴封供气及排气压力的监视。

4.4坚持定期对凝汽器进行清洗和真空严密性试验，防止铜管过多结垢，检查好真空系统严密程度。

4.5加强运行管理，按时对下列各参数定时记录，以便分析比较：凝汽器的真空，排汽温度，凝结水的温度，循环水进出口水温、压力，凝汽器热井水位，凝结水泵电流值等。

4.6加强操作工的操作技能培训及岗位的事故应急演练，要求操作人员认真学习岗位事故应急预案，特别要熟悉凝汽器真空下降的应急处理方法。

4.7加强设备日常点检及专业点检相结合，及时发现设备故障的源头，把故障处理在萌芽状态，杜绝故障扩大化。

5 结束语

凝汽器真空是汽拖鼓风机机组的一个重要参数，影响汽拖风机凝汽器真空下降的很多，在实际生产中，应当坚持以科学理论分析为依据、紧密结合生产实际、合理组织、统筹安排。要对引起汽拖风机凝汽器真空下降的故障所在，全面系统分析、深入研究、逐步排查，确定原因，采取措施予以解决，在确保机组安全的前提下争取最大的经济效益。

参 考 文 献

[1]   樊泽国，杨文清，沙朋等.汽轮机真空系统泄漏点的查找与分析[J].内蒙古电力技术，2003，21(2):52~53.

[2]   王伟，孙奉仲，王凯，史月涛.基于现场数据确定凝汽器真空偏低治理方案的判据及分析[J].汽轮机技术，2006，48(3):190~192.

[3]   孙伟，张宝，李晓金，曹洪涛.现行凝汽器真空恶化诊断方法及其应用[J].电站辅机，2002，(3):4~9.

[4]   张云祥，高玉芝，魏雅梅.浅析凝汽器与真空.油田节能2004.12

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