汽轮机真空度低的故障排除与处理

检查热电设备涡轮发电机组真空度低的原因. 分析认为，循环水中的污泥过多，这会缓慢导致冷凝器热交换器的作用降低，从而导致涡轮发电机组的真空度降低. 情况已大大改善.

田集煤化工集团热电厂的汽轮发电机组是一个完整的配套项目. 它的主要任务是向高压蒸汽管网提供高压蒸汽，并向电网供电. 型号为CC25-10.0 / 4.02 / 0.7的蒸汽轮机，具有6级抽气功能. 其中，第一，第四段为可调抽汽，分别进入中压和低压蒸汽管网. 第二，第三，第五和第六阶段是不可调节的蒸汽提取，其中第二和第三阶段的蒸汽提取进入2#高压加热器和1#高压加热器以加热锅炉给水. 抽汽的第五和第六部分进入1#低压加热器和2#低压加热器以加热冷凝水. 废气被排入冷凝器，通过与循环水进行热交换而冷凝成水，并由冷凝泵增压，然后通过轴封加热器，1#低压加热器，2#低压加热器进入脱气器. 除氧器中的脱氧水由高压给水泵增压，然后通过1#和2#高压加热器提供给锅炉的蒸汽鼓.

2008年初，蒸汽轮机排气筒的压力从-80 kPa逐渐增加，特别是在7月和8月天气温度升高和电力负荷激增的双重压力下. 真空度降低到最低-70 kPa，这对设备的安全和稳定运行构成了极大的威胁.

为了确定真空度低的原因，在2008年之后的几年中已经进行了很多工作，并逐一研究了可能影响设备真空度的原因.

1.1. 冷凝器中的冷凝蒸汽增多

冷凝器的最大冷凝能力发生在纯冷凝条件下. 此时，进入过冷却器的排气量为88.07t / h，排气压力为0.005 3 MPa. 在本地，真空度应达到-85kPa. 根据近年来该设备的运行数据，排汽量一直低于80 t / h，这可以排除冷凝水汽量增加的因素.

1.2中低压下的低蒸汽提取

增加热压和低压蒸汽提取量可以减少排放到表面冷却器中的蒸汽量，这有利于提高真空度. 从该装置的报告中可以看出，中压提取量为50〜60 t / h，低压提取量为10〜20 t / h. 提取后，冷凝器的真空度高于纯冷凝条件的真空度. 排除了中低压抽汽量低的因素.

1.3. 冷凝器热水井水位高

热水井的水位太高会淹没某些热交换器的铜管，从而减少热交换器的热交换面积并降低真空度. 这种现象以前已经发生过. 利用2008年该设备的停机检查机会，在远程传输仪表的另一侧增加了一个额外的现场磁性液位计. 与其他两个远程传输液位计相比，监控热水井液位方便，准确. 监控可以确认液位正常.

1.4. 循环冷却水系统异常

根据过去几年对热交换器的检查，冷凝器铜管中的污泥的确很严重，以及添加药品和冷却塔填料时带入的塑料袋和其他杂物. 从大修在5月到次年4月完成后，耐水性逐渐提高，循环水量逐渐减小，冷凝器循环水的耐水性从40 kPa增加到140 kPa. 特别是在2010年紧急维修后，冷凝器循环水的耐水性在2个月内上升到80 kPa，这比往年的耐水性提高要快得多. 为此，打开备用循环水泵，以将循环水量从原来的5800吨/小时增加到6300吨/小时，对循环水系统进行圆顶和汽提，并更换系统，但是真空度保持不变，保持在-76 kPa. . 水泥厂和火炬系统位于热电装置东北600m. 灰尘将不可避免地进入冷却水系统，并且堆积物正在增加. 通过在循环水系统的药物入口增加格栅，可以减少水中的碎屑量. 因此，大气中的灰尘会沉积在冷凝器中，从而导致真空度降低.

1.5. 真空系统的气密性

真空系统的密封性越来越差. 漏气量的增加是设备真空度的常见原因. 连接到真空系统的负压系统的任何真空泄漏都可能影响真空度.

1）检查包括真空损坏阀，低压缸后轴密封，六级抽气法兰和1号低压加热器液位，注水抽气系统，负压系统密封水量，轴密封气源系统，负压系统法兰，焊接口，填料等均未发现明显的空气泄漏.

真空系统密封性测试于2009年11月进行，测量值小于0.33 kPa / min（DL / T 932-2005“冷凝器和真空操作和维护指南”）. 真空系统的密封性要求小于100 MW机组，真空降低速度不大于0.4 kPa / min汽轮机冷凝器，因此真空系统的密封性是合格的.

2）真空系统的密封性也可以通过监控冷凝水的氧气含量来确定（美国换热器协会标准规定，汽轮机冷凝水的氧气含量应低于42μg/ L合格，小于14μg/ L是好的，小于7μg/ L是更好的）. 该设备冷凝水的氧含量为7μg/ L，因此真空系统不会泄漏大量空气，并且密封性合格.

3）从冷凝器端差的观点来看，当刚刚打开热交换器清洁装置时，冷凝器端差为2.5℃，并且满负荷真空达到-85kPa的最大值. 但是，随着运行时间的延长，特别是第二年的5月和6月，它逐渐降低到-75 kPa. 最严重的情况发生在2010年，真空达到最低-69 kPa，冷凝器端差达到17.2°C.

4）从热水井产生的凝结水指数（表1）来看，所有监测项目均在控制范围内，循环水的泄漏量很小.

表1冷凝水水质指标

以上综合分析得出初步结论: 冷凝器的真空系统具有良好的密闭性，降低了热交换器的换热效率，不会污染蒸汽侧，并且很可能产生淤泥或结垢. 在管道一侧.

最明显的问题是冷凝器管的传热系数降低. 有必要收集一些测量数据（表2）和设计数据（表3）以进行比较和进一步验证.

表2于2009年1月8日测得的数据

表3冷凝器主要参数

2.1. 总热量

忽略热量损失，总热量是循环冷却水带走的热量. 根据传热计算公式:

Q = cm△t

式中: Q—总传热，kJ / h； c-比热容，水的比热容为4.187 kJ /（㎏·℃）； m-循环水流量，t / h； △t—循环冷却水温升，℃.

△t = 520 / m1，m1是冷却速率，是冷凝1 kg排气所需要的冷却水量，对于本机，选择最大冷凝量，即88.07 t / h，m1 = 5 400 / 88.07 = 65.87，△t = 7.9℃.

设计与实际工作条件之间的热传递: Q设计= 53 291 205.6WQ实际= 49 239 120W

2.2. 总传热系数的计算

根据冷凝器的传热计算公式:

Q = KA△t

式中: K—总传热系数，W /（m2·℃）； A—传热面积，m2； △t——平均传热温差，℃.

由于这是一个粗略的计算，忽略了由于塑料袋，填料和污泥堵塞而导致减小传热面积的因素，因此传热面积A是确定的. 在冷凝器中，冷凝水沿冷却面的排出蒸汽的温度不变，并且循环的冷却水的温度在流动过程中逐渐升高，因此传热温差在不同地方不同. 对于冷凝器中蒸汽的放热过程，可以计算出对数平均温差:

在公式中: △t'-冷却水的温升，℃； δt-传热端的温度差汽轮机冷凝器，单位为5.5℃.

设计和实际工作条件之间的对数平均温差可以根据上式单独计算:

△tm设计= 8.87℃

△tm实际值= 17.36℃

在确定了传热负荷和平均传热温度差后，可以在设计和实际条件下计算总传热系数:

K设计= 3 004.0W /（m2·℃）

K实际= 1 418.2W /（m2·℃）

从计算结果可以看出，实际的传热系数仅为设计传热系数的47.2％. 传热系数的倒数是热阻. 设备的蒸汽侧非常干净，没有结垢. 从冷凝水的水质和检查结果可以看出. 仅循环水侧可能有水垢或淤渣，从而导致整个热传递. 热处理的热阻增加.

在2011年5月10日进行紧急维修之前，真空度已降至-69 kPa，并被迫通过增加中，低压抽气压力来维持运行，以减少冷凝器的负荷并增加机组的蒸汽. 泄漏. 更大，蒸汽消耗增加. 使用5月3日的紧急维修时间，检查并清洁了冷凝器的管侧，并且管中有很多碎屑和淤渣. 攀岩用于清洁，但发现管的内壁仍覆盖着一层薄薄的水垢. 攀岩无法用于清洁. 为了防止攀登损坏管子，必须暂时停止清洁并重置冷凝器头. 在随后的汽轮机启动过程中，发现真空度与停机前相比没有太大变化. 维持在-75 kPa，该设备仍处于非常不经济和危险的状态.

以每年20天的维护时间，更换冷凝器南侧的管，清洗北侧的管，并安装橡胶球清洁装置. 装置启动后，在与停机前相同的负载下，真空度达到-85 kPa，情况得到了很大改善. 与维护前相比，发电蒸汽消耗降低了1.4 kg / kWh.

该装置真空度低的原因是循环水中的污泥过多会缓慢降低冷凝器热交换器的效率. 真空度降低，排气温度升高，这反过来又会导致冷凝器管内结垢. 在今后的工作中，必须对真空度进行重点监控，加强循环水水质管理，并使用橡皮球清洁装置避免类似情况的发生.

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