摘要：本文對(duì)C15-3.43汽輪機(jī)在運(yùn)行中真空低的原因進(jìn)行分析，并提出了解決措施。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī);真空;分析;措施

前言

汽輪機(jī)是利用蒸汽的熱能轉(zhuǎn)換成汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的動(dòng)能從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的原動(dòng)機(jī)。蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)完工后排往凝汽器，并凝結(jié)成水重新送回鍋爐作為給水使用。凝汽器內(nèi)的真空度的高低直接影響到機(jī)組的安全性和經(jīng)濟(jì)性。

1.汽輪機(jī)在運(yùn)行中有關(guān)凝汽器真空的原理簡(jiǎn)介

1.1汽輪機(jī)在運(yùn)行中凝汽器形成真空的原理

汽輪機(jī)在正常運(yùn)行中，凝汽器內(nèi)的真空的形成是由于汽輪機(jī)排汽在凝汽器內(nèi)驟然凝結(jié)成水時(shí)，其比容急劇縮小而形成的。由于汽輪機(jī)排汽中含有少量的不凝結(jié)氣體，凝汽器本身及其連接系統(tǒng)也存在漏氣處，有部分空氣漏人凝汽器內(nèi)，所以須用抽氣器將氣體連續(xù)不斷地從凝汽器中抽出，以維持凝汽器在真空下連續(xù)運(yùn)行。

1.2凝結(jié)器的真空形成和維持必須具備的條件：

（1）凝汽器銅管必須通過(guò)一定的冷卻水量;

（2）凝結(jié)水泵必須不斷地把凝結(jié)水抽走，避免水位升高，影響蒸汽的凝結(jié);

（3）抽汽器必須把漏入的空氣和排汽中的其它氣體抽走。

1.3凝汽器真空低的危害

（1）使排汽壓力升高，可用焓降減小，不經(jīng)濟(jì)，同時(shí)機(jī)組出力有所降低;

（2）排汽溫度升高，可能使凝汽器銅管松弛，破壞嚴(yán)密性;

（3）排汽溫度升高，使排汽缸及軸承座受熱膨脹，引起中心變化，產(chǎn)生振動(dòng);

（4）汽輪機(jī)軸向位移增加，造成推力軸承過(guò)載而磨損;

2.C15-3.43汽輪機(jī)真空系統(tǒng)簡(jiǎn)介

韶鋼能環(huán)部發(fā)電分廠CDQ作業(yè)區(qū)有兩臺(tái)C15-3.43汽輪發(fā)電機(jī)。其額定工況下凝汽器設(shè)計(jì)真空為-91.3KPa。其真空系統(tǒng)主要是由凝汽器、射水泵、射水抽氣器、凝結(jié)水泵、循環(huán)水泵、冷卻塔等組成。當(dāng)汽輪機(jī)的排汽進(jìn)入凝汽器的汽側(cè)空間，被銅管內(nèi)的循環(huán)水帶走熱量，排汽被凝結(jié)成水，被凝結(jié)水泵升壓帶走，不凝結(jié)氣體被抽氣器抽走。帶著排汽熱量的循環(huán)水排往冷卻塔，冷卻后再通過(guò)循環(huán)水泵送往凝汽器循環(huán)使用。

3.C15-3.43汽輪機(jī)在運(yùn)行中真空低的原因

CDQ作業(yè)區(qū)兩臺(tái)C15-3.43汽輪發(fā)電機(jī)分別于2008年11月及2009年2月投產(chǎn)，隨著機(jī)組運(yùn)行時(shí)間的加長(zhǎng)，真空逐漸惡化，至2011年夏季，真空最低達(dá)到-83KPa，嚴(yán)重運(yùn)行汽輪機(jī)的正常運(yùn)行。通過(guò)分析，這兩臺(tái)機(jī)組在運(yùn)行中凝汽器真空低的主要原因?yàn)椋耗縻~管結(jié)垢，影響熱交換，從而影響真空;冷卻塔設(shè)計(jì)不合理，限制了循環(huán)水流量，減少循環(huán)倍率，影響真空。

3.1凝汽器銅管結(jié)垢

CDQ發(fā)電作業(yè)區(qū)的循環(huán)水采用閉式循環(huán)，在運(yùn)行中損耗的水量由工業(yè)水補(bǔ)充。循環(huán)水系統(tǒng)在運(yùn)行中連續(xù)加入阻垢劑和定期加入細(xì)菌滅藻劑。凝汽器管內(nèi)壁污垢可以分為兩大類：水垢和粘泥垢。一般污垢的導(dǎo)熱系數(shù)都很小，例如厚度僅為0.2mm的鈣鹽垢，就會(huì)使純凈蒸汽凝結(jié)傳熱系數(shù)降低20%，所以當(dāng)凝汽器銅管表面結(jié)垢時(shí)，將嚴(yán)重削弱凝汽器的換熱能力，在冷卻水量不變的情況下，凝汽器真空將會(huì)緩慢降低，影響機(jī)組出力，降低機(jī)組熱效率。

3.2冷卻塔設(shè)計(jì)不合理

CDQ冷卻塔運(yùn)行中主要存在以下問(wèn)題：

（1）由于循環(huán)水量不足，在夏季循環(huán)水溫和環(huán)境溫度較高時(shí)，影響汽輪機(jī)真空、負(fù)荷，增加機(jī)組運(yùn)行汽耗。在焦化廠兩臺(tái)干熄焦鍋爐額定工況產(chǎn)汽不抽汽工況下，CDQ兩臺(tái)汽輪發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行負(fù)荷應(yīng)為28MW/h左右，真空在-90—-92KPa左右;由于冷卻塔的循環(huán)水量不足導(dǎo)致冷卻效果較差。夏季僅能帶到22-23MW/h，真空為-83KPa。

（2）布水管漏水且爆管、噴頭脫落時(shí)有發(fā)生，導(dǎo)致部分循環(huán)水溢流，經(jīng)常需壓產(chǎn)檢修。由于循環(huán)水冷卻后的水溫達(dá)不到要求，只能靠提高循環(huán)水壓力，加快循環(huán)水的流速來(lái)彌補(bǔ)，加快汽機(jī)排汽的凝結(jié)。因而循環(huán)水布水管及噴頭長(zhǎng)期處于較高的壓力上限工作狀況運(yùn)行，便經(jīng)常出現(xiàn)布水管爆管、噴頭脫落的情況，使循環(huán)水的冷卻工作陷入一個(gè)惡性循環(huán)，給設(shè)備長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行造成影響。

（3）由于冷卻塔的設(shè)計(jì)問(wèn)題，冷卻塔的冷卻風(fēng)機(jī)與布水管之間只間隔一層收水器，且原冷卻塔為中空式噴霧冷卻塔，冷卻塔中間沒(méi)有填料，縮短水汽在冷卻塔中間的換熱時(shí)間，循環(huán)水完全就是依靠風(fēng)機(jī)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的風(fēng)力冷卻，循環(huán)水冷卻效果較差。

4.改進(jìn)措施

4.1循環(huán)水系統(tǒng)進(jìn)行化學(xué)清洗

由專業(yè)隊(duì)伍提出化學(xué)清洗方案，通過(guò)以下流程對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)進(jìn)行化學(xué)清洗：

水沖洗 ? ? 降低水位 ? ? 加殺菌剝離劑（運(yùn)行8h） 換水 緩蝕處理（運(yùn)行0.5h）

加清洗除垢劑（運(yùn)行6h） 置換水 ? ? ?加堿中和（運(yùn)行1h） ? ? 換水

清洗后的效果檢查：經(jīng)過(guò)化學(xué)清洗后，兩臺(tái)汽輪機(jī)的真空度從-83KPa上升到-88KPa，汽輪機(jī)的汽耗率下降，在干熄焦系統(tǒng)滿負(fù)荷生產(chǎn)的同等工況下，兩臺(tái)汽輪機(jī)可多帶負(fù)荷大約1500KW.h。

4.2冷卻塔改造

（1）由中空式噴霧冷卻塔改為逆流式填料冷卻塔;增加了冷卻塔中間的填料，延長(zhǎng)水汽在冷卻塔中間的換熱時(shí)間，同時(shí)將布水管進(jìn)塔管口標(biāo)高由10.4m提高到標(biāo)高16.2m處;增強(qiáng)冷卻效果。

（2）增大布水管直徑和增加噴頭數(shù)量，將進(jìn)塔三個(gè)分管管徑由DN450增大到DN500，增加配水管道數(shù)量，由原來(lái)10根DN250的配水管增加到20根DN250的配水管，增大流量，從而降低出水溫度。

（3）針對(duì)布水管爆管及噴頭脫落造成泄露現(xiàn)象，將布水管更換為玻璃鋼管（內(nèi)嵌鋼圈）;布水管連接部分采用法蘭連接，連接螺栓采用不銹鋼螺栓，墊片采用金屬纏繞墊;噴頭更換為大三濺噴頭，噴頭與布水管連接采用法蘭連接，連接螺栓采用不銹鋼螺栓，墊片采用金屬纏繞墊。從而避免出現(xiàn)布水管爆管、噴頭脫落的情況。

改造后的效果檢查：經(jīng)改造后在夏季環(huán)境溫度最高時(shí)冷卻塔出水溫度<32℃;兩臺(tái)汽輪機(jī)真空度-92KPa，從而大大降低了汽機(jī)的汽耗率，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

5.結(jié)語(yǔ)

CDQ作業(yè)區(qū)兩臺(tái)C15-3.43汽輪發(fā)電機(jī)凝汽器真空在經(jīng)過(guò)對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)進(jìn)行化學(xué)清洗以及冷卻塔改造后，在夏季環(huán)境溫度最高時(shí)冷卻塔出水溫度<32℃;兩臺(tái)汽輪機(jī)真空度-92KPa，解決了長(zhǎng)期困擾的難題，保證了汽輪機(jī)設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行，且大大降低了汽機(jī)的汽耗率，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]孟鐵錟，尹煉，張菊珍等.汽輪機(jī)運(yùn)行.北京：中國(guó)電力出版社，1995：198

作者簡(jiǎn)介：

蔡奕娜（1972.2—），女，廣東汕頭人，大專，助理工程師，機(jī)械及汽輪機(jī)、高爐鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行。