凝汽式汽轮机真空度降低的原因分析及处理

一、凝汽式汽轮机的工作原理

具有一定压力和温度的蒸汽进入涡轮，流经喷嘴，并在喷嘴中膨胀，以获得较高的转速。高速蒸汽流经涡轮转子做叶片工作，使转子以一定速度匀速旋转。作业后的蒸汽经冷凝水冷却后排入冷凝器，冷凝成水。由于冷凝器中体积和压力的减小，蒸汽轮机的可用焓降增加并且效率提高。因为蒸汽中总是混合有一定量的空气，所以在这种情况下，空气仅在冷凝器中不凝结。另外，冷凝器的压力低于大气压，外部的大气压冷凝设备将逐渐从松动的密封管和法兰等地方泄漏，与残留的蒸汽混合并逐渐积聚，从而使冷凝器的压力降低[1]。冷凝器增加，真空度下降。因此，有必要在冷凝器的设计中安装抽气装置，以从未冷凝的水中抽出空气和蒸汽，并使冷凝器处于真空状态。冷凝水泵通常用于从热井底部抽出冷凝水并将其输送到脱盐站。

二、凝汽器真空的成因

凝汽器中形成的真空是由于汽轮机排出的蒸汽在冷却为凝结水时，其比体积迅速减小造成的。例如，在4千帕的绝对压力下，蒸汽的体积是水的3万倍以上。当废气凝结成水时，其体积将大大减小，导致凝汽器汽侧真空度高，这是完成汽水循环的必要条件。正是由于凝汽器内部真空度高，与凝汽器相连的所有设备都可能因工况恶劣而将空气漏入凝汽器，如果不抽水，汽轮机排气中的非冷凝气体就会泄漏。随着时间的推移，它会逐渐增加冷凝器中的压力，降低真空度，从而导致蒸汽排放焓升高，有效焓降低，蒸汽循环效率也随之降低。

三、汽轮机凝汽器真空低的原因分析

（1）真空系统中的真空泵输出不足，会影响真空泵的吸入，降低冷凝器的真空度。因此，有必要合理控制真空泵的工作水流量和温度，以达到正常的吸力并保证正常的真空度。

（2）真空系统漏气。当凝汽器真空系统有空气渗入时，有两种方式：一是机组真空系统本身不够严格。二是空气随蒸汽进入冷凝器。三是给水加热器、汽封、低压缸等都会影响凝汽器的真空管[2]。

（3）循环冷却水的成因。第一，冷却水入口温度。当条件一致，冷却水进口温度较低时，排气温度会降低，因此可以保持一定的真空。第二,冷却水。在涡轮负荷和冷却水温度恒定的情况下，通过增加冷却水量可以有效降低冷却水温度，从而保证实际换热效果。

（4）凝汽器端差的影响。端差直接反映了凝汽器的换热情况，主要与凝汽器铜管的表面清洁度有关，即铜管传热越强，端差越小。

四、凝汽式汽轮机真空度降低处理

（一）低压加热器疏水系统改造

邯钢公司原本设计的低压加热器直接背靠冷凝器，造成二次冷却，增加了冷凝器的热负荷。低压加热器排水量为10t，冷凝器冷却速度为54，因此10t的二次冷却水需要540t循环水。作为回应，该公司决定增加一个排水泵，将低压加热器的排水直接加到高压加热器的入口管上，以减少冷凝器的热负荷。

（二）在冷却塔循环水回水管上安装排污阀和排污管，换热后的热水直接进入地沟

该公司最初设计了一个循环排水系统，利用冷却塔底部的排污口排放污水。如果抽水井水位过高，则打开冷却塔底部排放污水，将抽水井水位控制在正常范围内，打开冷却塔排放冷却塔冷却后的冷却水。冷却效果不明显，浪费大量冷却水。循环泵出口排出的热水可通过循环水出口排出，既节约了大量冷水，又降低了冷却塔的负荷，提高了冷却塔的冷却效果。

（三）将靠近冷却塔中心部位的收水器去掉

该公司冷却塔集水器严重老化变形，影响了冷却塔的通风降温效果。经过大量的数据查阅和认真分析，认为集水器不能用于自然通风冷却塔。公司决定拆除冷却塔中心附近的除水器，效果显著。夏季冷凝器入口水温明显降低。但是，这种方法不适用于强制冷却塔，因为如果从强制冷却塔中取出集水器，水会漂浮，影响周围环境。因此，这种方法只适用于自然通风冷却塔。如果可能的话，最好更换冷却塔的填料和集水器。

（四）汽轮机负压部分存在漏气

邯钢公司自投产以来，已经经营了近10年。公司对真空密封进行了两次试验，但都没有成功。汽轮机真空系统一直有漏风，但没有发现确切的漏风，经认真分析，车间同意汽轮机负压部分有漏风，所以车间决定检测漏点停止漏风，同时汽轮机压力部分全部法兰严密，汽轮机重启后真空度明显提高。当然，如果可能的话，最好请专门从事检漏的公司对负压部分进行彻底检查[3]。

五、结语

简言之，在实际运行中，蒸汽轮机真空系统起着至关重要的作用，其运行直接关系到蒸汽轮机的经济运行和安全运行，因此确保系统运行的稳定性尤为重要。