查找凝汽器真空值偏低原因的实践与思考

周雪元,张德忠

（浙江浙能长兴发电有限公司,浙江 长兴 313100）

1 凝汽器的功能

凝汽器的主要功能是在汽轮机的排汽部分建立低背压，使蒸汽能最大限度地做功，然后冷却下来变成凝结水，并予以回收。凝汽器的这种功能由真空抽气系统和循环冷却水系统给予配合和保证，真空抽气系统的正常工作，将漏入凝汽器的气体不断抽出，循环冷却水系统的正常工作，确保了进入凝汽器的蒸汽能够及时地凝结变成凝结水，体积大大缩小既能将水回收，又保证了排汽部分的高真空。

2 凝汽器真空降低对机组的影响

凝汽器真空降低对机组的影响主要表现为以下几个方面：其一是当汽机的排汽压力、温度升高，蒸汽在凝汽器中的冷源损失增大，机组效率下降；其二是真空降低，要维持机组负荷不变，需增加蒸汽流量，引起末级叶片可能过负荷；其三是凝汽器真空下降较大而排汽温度上升较高时，将使排汽缸及低压轴承座等部件受热膨胀，引起机组中心偏移，可能发生振动；其四是由于排汽温度升高，可能引起凝汽器冷却水管胀口松动，破坏凝汽器冷却水管严密性。

3 某厂#1、#2机组真空值比对（2013年1月部分日平均数据及9日上午8:40分数据）

上述表格数据显示在日均负荷较低的情况下（1月1日—8日），#1机组较#2机组真空值偏低0.4kPa。而在个别高负荷情况下，例如1月9日8:40，#1#2机组负荷均为300MW满负荷运行，#1机组比#2机组真空偏低达到0.9kPa。这个现象引起了工作人员的高度重视。

4 影响凝汽器真空的主要因素：

机组运行中凝汽器真空缓慢下降的原因分析：

4.1 真空系统不严密

该故障通常表现为汽轮机同一负荷下的真空值比正常时低，并稳定在某一真空值，随着负荷的升高凝汽器真空反而升高。真空系统严密程度与泄漏程度可以通过定期真空系统严密性试验进行检验。若确认真空系统不严密，则要仔细找出泄漏处，可用蜡烛或专用的检漏仪器检测，并及时消除。

4.2 凝汽器水位高

凝汽器水位升高往往是因为凝结水泵运行不正常或水泵有故障，使水泵负荷下降所致。必要时启动备用水泵，将故障泵停下进行检修。若检查出凝结水硬度大或加热器水位高，可以判断凝汽器或加热器铜管破裂导致凝汽器水位升高。此外凝结水再循环门也能造成凝汽器水位高，应多方面综合考虑。

4.3 循环水量不足

相同负荷下(指排汽量相同)，若凝汽器循环水出口温度上升，即进出口温差增大，说明凝汽器循环水量不足，应检查循环水泵工作有无异状，检查循环水泵出口压力、凝汽器水室入口水压和循环水进口水位，检查进口滤网有无堵塞。

4.4 凝汽器换热性能

凝汽器换热管热阻包括汽侧热阻和水侧热阻两个因素，热阻增大致使汽水热交换效率降低，端差增大，凝汽器真空降低。

5 排查1#机组凝汽器真空值偏低的主要原因

工作人员采用了排除法查找#1机组真空缓慢下降原因。

（1）真空系统不严密：近两个月内每月进行真空严密性试验，试验数据表明真空下降<0.2kPa/min,良好；排除。

（2）凝汽器水位高：校对就地磁翻板水位计和CRT水位计，水位正常，且凝结水质合格，凝汽器铜管亦未泄漏；排除。

（3）循环水量不足：该厂#1、#2机循环泵出口联络阀打开，循环水系统共用，循环水泵进口水位正常，检查进口滤网亦无堵塞现象，循环水泵工作正常，#1、#2凝汽器水室进出口水压基本一致；排除。

（4）真空泵工作不正常或效率降低。运行真空泵运行电流200A，正常，切换至备用真空泵后电流相同，且真空未得到改善；排除。

（5） 在排除了上述四个主要可能因素后，工作人员最后锁定了凝汽器换热管热阻这一要因，凝汽器换热管热阻大，会导致致使汽水热交换效率降低，端差增大，凝汽器真空降低。汽轮机凝汽器真空的物理定义为当地大气压减去凝汽器排汽压力，即为凝汽器真空值，而凝汽器排汽压力是根据凝汽器排汽温度来确定的。若凝汽器循环水入口水温为 ，出口水温为 ，凝汽器传热端差为 ，则排汽温度如式(1)所示：

在收集凝汽器端差数据过程中，工作人员发现一个值得注意的现象：#1机凝汽器A/B侧端差不一致，A侧循环水出水温度高于B侧。1月9日8:30两侧偏差达到5℃，A侧端差为6℃符合设计要求, B侧为11℃远大于设计值。因为凝汽器汽侧部分A/B两侧相连通，而A侧端差正常，所以凝汽器换热铜管的汽侧换热热阻大（凝汽器换热铜管气侧积有不凝结气体等原因）引起真空偏低的原因可以基本排除。由此，工作人员最后将#1机凝汽器真空低的原因锁定在B侧凝汽器铜管水侧换热热阻上，即B侧铜管脏污。

2013年1 月9 日工作人员对凝汽器#B侧胶球清洗装置进行了仔细检查、分析，发现该装置虽然处于运行状态，实际参与清洗球量稀少。经了解该装置装球室一底部放水阀故障，不能正常放水，胶球浮于装球室水面，因此日常胶球清洗工作中没有正常收球以及正常投放新胶球，由于该缺陷需待机处理，相关工作人员未加以重视，且未对该缺陷持续跟踪，导致缺陷存在两个月未得到及时处理。12:40，工作人员对该装置缺陷进行了临时处理，加装了临时放水阀，投放新胶球600只加强凝汽器铜管清洗。B侧端差逐渐好转，最终#1机凝汽器真空提高了1.2kPa。

6 关于凝汽器真空的几点思考

（1）发电厂应建立凝汽器设备运行参数档案，用以纪录历年不同环境温度、不同负荷条件下的真空值，便于比对分析当前工况下真空值是否正常；

（2）要高度重视胶球清洗装置运行状态的检查以及设备缺陷的消除工作，避免凝汽器长时间得不到清洗。

AB两侧，因此在对凝汽器端差分析时不能用两侧出水平均温度简单加以分析，而要对AB两侧单独分析计算，这一点在相关教科书上并未提及。