汽輪機(jī)凝汽器運(yùn)行時存在真空度下降，排汽溫度和壓力升高的問題，因此從人、料、法、環(huán)、測幾個方面，排除了引起汽輪機(jī)真空值低的因素，運(yùn)用頭腦風(fēng)暴法，從設(shè)備上分析引起汽輪機(jī)凝汽器真空低的原因。按“5W1H”的原則，制定對策解決汽輪機(jī)凝汽器真空度低的問題。經(jīng)過3個月的運(yùn)行，汽輪機(jī)凝汽器真空平均值由-0.078MPa上升到-0.083MPa，實(shí)現(xiàn)了提高汽輪機(jī)凝汽器真空度的目標(biāo)。

　　凝汽設(shè)備是凝汽式汽輪機(jī)裝置的重要組成部分之一，它在熱力循環(huán)中起著冷源作用。凝汽設(shè)備主要作用有兩個方面：一是在汽輪機(jī)排汽口建立并維持高度真空;二是保證蒸汽凝結(jié)并供應(yīng)潔凈的凝結(jié)水作為鍋爐給水。由此可見，作為主要的輔助設(shè)備，凝汽器的正常運(yùn)行對電廠的安全、正常運(yùn)行起著很大的作用。

　　降低汽輪機(jī)排氣的壓力和溫度，可以提高循環(huán)熱效率。降低排汽參數(shù)的有效辦法是將排汽引入凝汽器凝結(jié)成水。凝汽器運(yùn)行的好壞直接影響汽輪機(jī)組運(yùn)行的安全性與經(jīng)濟(jì)性。對凝汽器運(yùn)行的要求主要是能保證達(dá)到要求的真空度、減少凝結(jié)水過冷度和保證凝結(jié)水品質(zhì)合格。某熱電廠(二廠) #6汽輪機(jī)組系北京汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的型號為CC50-8.83/0.98/0.196 單缸、高壓、雙抽冷凝式、帶二次可調(diào)及三段不可調(diào)抽汽式汽輪機(jī)組，自2011 年1 月以來，該#6 汽輪機(jī)凝汽器的真空開始出現(xiàn)惡化，2011年1-3月，6號汽輪機(jī)凝汽器真空平均值最大為-0.079MPa，最小為-0.077MPa， 三個月平均真空值為-0.078MPa，小于《運(yùn)行檢修規(guī)程》規(guī)定的凝汽器真空度平均值不低于-0.082MPa，機(jī)組負(fù)荷只能帶36MW，排汽溫度高達(dá)45℃，真空下降，排汽溫度和壓力升高，嚴(yán)重威脅機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。見圖1。

1、凝汽器真空下降的危害

　　(1) 凝汽器真空下降，排汽壓力升高，若要維持機(jī)組負(fù)荷不變，則應(yīng)增大汽輪機(jī)的進(jìn)汽量，從而引起軸向推力增大以及葉片過負(fù)荷。同時可能引起末級葉片過熱和不正常的振動。

　　(2) 凝汽器真空下降，排汽溫度相應(yīng)升高。若排汽溫度過高，使排汽缸受熱膨脹，與低壓缸一體的軸承被抬高，機(jī)組中心線偏移，破壞轉(zhuǎn)子中心線的自然垂弧，引起機(jī)組強(qiáng)烈振動。

　　(3) 凝汽器真空下降，排汽溫度大幅度升高時，凝汽器銅管因受熱膨脹使脹口松動，使冷卻水漏入凝汽器側(cè)空間，導(dǎo)致凝結(jié)水質(zhì)惡化。

　　(4) 真空下降，將使機(jī)組出力減少，效率降低。

圖1 2011年1-3月6號凝汽器真空值統(tǒng)計(jì)圖

2、凝汽器真空下降的原因分析

　　2.1、真空系統(tǒng)嚴(yán)密性差

　　近代亞臨界和超臨界參數(shù)機(jī)組，對鍋爐給水品質(zhì)要求更為嚴(yán)格。盡管凝汽器在裝配過程中都要做泵水試驗(yàn)，以保證凝汽器的密封性，但在運(yùn)行中，空氣不可避免地少量漏入凝汽器的真空系統(tǒng)內(nèi)。這種泄漏將直接影響機(jī)組的安全性和經(jīng)濟(jì)性。

　　在做與真空系統(tǒng)有關(guān)的安全措施的過程中，當(dāng)真空系統(tǒng)閥門關(guān)不嚴(yán)密的因素存在時，凝結(jié)器真空緩慢下降，造成的原因可能是處于負(fù)壓區(qū)的設(shè)備或閥門有空氣被拉入凝結(jié)器內(nèi)，使真空緩慢下降。

　　汽機(jī)檢修人員檢查了機(jī)組后汽缸薄膜安全閥，機(jī)組負(fù)壓側(cè)管路法蘭、閥門，凝汽器熱井疏水門、抽氣門等，同時對凝結(jié)泵入口門盤根進(jìn)行了檢查，未見泄露。真空嚴(yán)密性較好。

　　2.2、循環(huán)水溫度高

　　新疆地區(qū)夏季氣候炎熱干燥，使循環(huán)水溫超過機(jī)組設(shè)計(jì)水溫，造成機(jī)組真空低出力下降。運(yùn)行人員采取排放熱水，冷卻塔補(bǔ)生水的方式降溫，又受到廠區(qū)排污量限制導(dǎo)致循環(huán)水降溫效果不明顯，機(jī)組真空下降。

　　調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在夏季，循環(huán)水溫度最高可達(dá)36 ℃ ～45 ℃ ，超過機(jī)組設(shè)計(jì)水溫，只有通過開大冷卻塔補(bǔ)水來降溫，但塔的排放只有溢水管和底部排水口。只有將塔里的水排出，生水才能補(bǔ)進(jìn)降溫。但通過溢水管排水是非常不經(jīng)濟(jì)的，它排出的是冷卻過的涼水，只有從上塔水排水才是最有效的。鍋爐工業(yè)回收水出口在#6機(jī)凝汽器甲側(cè)出水管道上，在此上塔，也可作為冷卻塔補(bǔ)水，溫度在28 ℃ 左右，可以考慮將此水直接補(bǔ)進(jìn)#6機(jī)循環(huán)泵入口，給#6機(jī)凝汽器降溫。

　　2.3、汽輪機(jī)軸封壓力不正常

　　在機(jī)組啟動過程中，當(dāng)軸封壓力低時，汽輪機(jī)高、低壓缸的前后軸封會因壓力不足而導(dǎo)致軸封處倒拉空氣進(jìn)入汽缸內(nèi)，使汽輪機(jī)的排汽缸溫度升高，凝結(jié)器真空下降。而造成軸封壓力低的原因可能是軸封壓力調(diào)節(jié)伐故障、軸封供汽系統(tǒng)上的閥門未開或開度不足。

　　熱工檢修人員檢查了機(jī)組負(fù)壓側(cè)管路閥門、壓力表、水位計(jì)、壓力變送器活結(jié)、排污門等，未見泄漏。

　　2.4、射水抽氣系統(tǒng)工作不良

　　在汽輪機(jī)機(jī)組運(yùn)行過程中，由于季節(jié)的變化或是其它因素使射水池的水溫升高，在抽氣器的噴嘴處可能會發(fā)生汽化現(xiàn)象，從而使抽氣工作失常，凝結(jié)器中的不能凝結(jié)氣體不能及時排出，導(dǎo)致真空下降。造成射水池水溫上升的原因可能是夏季環(huán)境溫度影響，或熱力系統(tǒng)內(nèi)有熱源排入射水池內(nèi)，使水溫升高。

　　運(yùn)行人員經(jīng)過檢查和切換試驗(yàn)，射水抽氣系統(tǒng)基本工作正常。僅是因?yàn)橄募旧渌�箱水溫較高，加入生水后水溫仍然達(dá)34 ℃ ，超過射水抽氣器設(shè)計(jì)用水溫度的26 ℃ ，使射水抽氣器效率下降，抽空氣能力降低�？梢钥紤]技改射水箱溢水管路，將射水箱溢水引一路至工業(yè)排水渠，射水箱水溫較高時，可通過此管路排放熱水，射水箱可以多加入生水降低水溫，改善射水抽氣器工作狀態(tài)，提高機(jī)組真空。

　　2.5、凝汽器銅管臟污、結(jié)垢、堵塞

　　二廠凝汽器8年未清洗，銅管結(jié)垢較多，管材通流面淤泥沉積結(jié)垢，致使流通面光潔度變差，使冷卻水流經(jīng)凝結(jié)器冷卻管道時的流動阻力增大，循環(huán)水流速減慢，循環(huán)水流量減少，對流換熱效果變差。同時#6機(jī)循環(huán)泵進(jìn)口暗渠在最末端，一些大的雜物和填料容易沖到此處堵塞凝汽器，影響換熱。進(jìn)入凝汽器的熱量多，進(jìn)入凝汽器的熱水、熱氣管道不嚴(yán)密，導(dǎo)致進(jìn)入凝汽器的熱量多，引起真空下降。

3、凝汽器真空下降改進(jìn)措施

　　3.1、對循環(huán)水管道進(jìn)行技改

　　(1) 在#6機(jī)凝汽器甲側(cè)出水(上塔水) 管道與熱網(wǎng)排污管道連接處加三通。

　　(2) 裝DN200調(diào)節(jié)閥門。

　　(3) 熱網(wǎng)排污管道上再增加DN200閥門，隔斷去熱網(wǎng)管道。

　　(4) 從鍋爐工業(yè)回收水流向6號機(jī)凝汽器甲側(cè)出水(上塔水) 管道，引入一條ϕ 133mm 管道，流入循環(huán)泵進(jìn)口，作為補(bǔ)充水

　　(5) 從甲側(cè)循環(huán)水出口，另引一條ϕ 219mm管道進(jìn)入排污井，降低水溫。

　　(6) 循環(huán)泵坑排污泵出口管道由DN80改為DN100，閥門由DN50更換為DN65，增加排水量。實(shí)施效果確認(rèn)：改進(jìn)前，循環(huán)水溫度最高達(dá)45℃，改進(jìn)后，溫度降至28℃左右，達(dá)到了運(yùn)行規(guī)程規(guī)定的溫度。

　　3.2、凝汽器銅管清洗，加裝反沖洗閥門裝置

　　(1) 用打壓機(jī)對凝汽器銅管人工清洗。

　　(2) 在凝汽器甲乙側(cè)進(jìn)口管段處裝DN200閥門，用來對凝汽器反沖洗。

　　實(shí)施效果確認(rèn)：改進(jìn)前，凝汽器銅管堵塞嚴(yán)重，致使流通面光潔度變差，改進(jìn)后，凝汽器銅管流通面積增大。

4、效果檢查

　　通過對凝汽器真空下降的技術(shù)改造，凝汽器真空逐漸上升，機(jī)組得以正常運(yùn)行，真空已達(dá)到-0.083MPa以上。

5、效益

　　(1) 經(jīng)濟(jì)效益：根據(jù)凝汽器真空度提高1%，煤耗降低1.97g/(kWh)。技改后，凝汽器真空由活動前的0.086MPa上升至活動后的0.083MPa，真空度提高了6.4%。該機(jī)組是50MW機(jī)組，每天發(fā)電1200000kWh， 共節(jié)約煤炭15.1t， 按180 元/t 計(jì)算，每天節(jié)約發(fā)電成本2723元。

　　(2) 社會效益： 技改后， 每天節(jié)約煤炭15.1t，換算成標(biāo)煤是10.78t，每噸標(biāo)煤可排放二氧化碳2.5t，由此可知，每天可減少二氧化碳排放26.96t。

6、結(jié)論

　　通過對汽輪機(jī)凝汽器的真空度降低問題的解決，通過仔細(xì)觀察分析，并對影響凝汽器真空下降的幾個原因進(jìn)行技改，徹底解決了某廠二廠#6機(jī)真空下降的缺陷。使機(jī)組得以正常、經(jīng)濟(jì)、安全運(yùn)行。同時為火力發(fā)電廠解決類似問題積累經(jīng)驗(yàn)：

　　(1) 注意監(jiān)視真空泵密封水溫度發(fā)現(xiàn)密封水溫度接近汽輪機(jī)排汽溫度時，應(yīng)及時清理冷卻器，尤其是在水質(zhì)較臟的漲水季節(jié)，應(yīng)增加清洗次數(shù);

　　(2) 在真空泵冷卻器密封水冷卻水入口加裝濾網(wǎng)，防止冷卻器堵塞。提高凝汽器真空度，保證機(jī)組正常、安全、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。