气体冷却器中水的压力(凝汽器真空严密性及查漏秘笈)

Posted 2023-05-30

篇首语：人们视需要为事物发生之“因”，其实，它往往是事物发生之“果”。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了气体冷却器中水的压力(凝汽器真空严密性及查漏秘笈)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

气体冷却器中水的压力(凝汽器真空严密性及查漏秘笈)

凝汽器的最优真空

1、对于结构已确定的凝汽器，当蒸汽参数和流量不变时，提高真空使蒸汽在汽轮机中的可用焓降增大，就会相应增加发电机的输出功率。但是在提高真空的同时，需要向凝汽器多供冷却水，从而增加循环水泵的耗功。由于凝汽器真空提高，使汽轮机功率增加与循环水泵多耗功率的差数为最大时的真空值称为凝汽器的最优真空（即最经济真空）。

2、影响凝汽器最有利真空的主要因素是：进入凝汽器的蒸汽流量、汽轮机排汽压力、冷却水的进口温度、循环水量、汽轮机的出力变化及循环水泵的耗电量变化等。实际运行中则是根据凝汽量及冷却水进口温度来选用最有利真空下的冷却水量，也即是合理调度使用循环水泵的容量和台数。

抽气器有哪些种类

1、电站用的抽气器大体可分为两大类：

⑴ 容积式主要有滑阀式真空泵、机械增压泵和液环泵等。因价格高、维护工作量大，国产机组很少采用。

⑵ 射流式主要是射汽抽气器和射水抽气器等，射汽抽气器按其用途又分为主抽气器和辅助抽气器。国产中、小型机组用射汽抽气较多，大型机组一般采用射水抽气器。

射水式抽气器1、工作原理

从射水泵来的具有一定压力的工作水经水室进入喷嘴，喷嘴将压力水的压力能转变为速度能，水流高速从喷嘴射出，使空气吸入室内产生高度真空，抽出凝汽器内的汽、气混合物，一起进入扩散管，水流速度减慢，压力逐渐升高，最后以略高于大气压力排出扩散管。在空气吸入室进口装有逆止门，可防止抽气器发生故障时，工作水被吸入凝汽器中。

2、射水式抽气器优缺点

射水式抽气器具有结构紧凑、工作可靠、制造成本低等优点，因而广泛用于汽轮机凝汽设备中。缺点是要消耗一部分电力和水，占地面积大。

射汽式抽气器

1、工作原理

射汽式抽气器由工作喷嘴、混合室和扩压管三部分组成。工作蒸汽经过喷嘴时热降很大，流速增高，喷嘴出口的高速蒸汽流，使混合室的压力低于凝汽器的压力，因此凝汽器里的空气就被吸进混合室里。吸入的空气和蒸汽混合在一起进入扩压管，在扩压管中流速逐渐降低，而压力逐渐升高。对于一个二级的主抽气器，蒸汽经过一级冷却室冷凝成水，空气再由第二级射汽抽气器抽出。其工作过程与第一级完全一样，只是在第二级射汽抽气器的扩压管里，蒸汽和空气的混合气体压力升高到比大气压力略高一点，经过冷却器把蒸汽凝结成水，空气排到大气里。

2、射汽式抽气器优缺点

射汽式抽气器的优点是效率比较高，可以回收蒸汽的热量。缺点是制造较复杂、造价大，喷嘴容易堵塞。抽气器用的蒸汽，使用主蒸汽节流减压时损失比较大。

随着汽轮机蒸汽参数的提高，使得依靠新蒸汽节流来获得汽源的射汽式抽气器的系统显得复杂且不合理；大功率单元机组多采用滑参数起动，在机组起动之前亦不可能有足够汽源供给射汽式抽气器，所以射汽式抽气器现在在大机组上应用较少。

离心真空泵1、工作原理当泵轴转动时，工作水下部入口被吸入，并经过分配器从叶轮的流道中喷出，水流以极高速度进入混合室，由于强烈的抽吸作用，在混合室内产生绝对压力为3.54kPa的高度真空，这时凝汽器中的汽气混合物，由于压差作用冲开逆止阀，被不断地抽到混合室内，并同工作水一道通过喷射管、喷嘴和扩散管被排出。

2、离心真空泵优缺点

与射水抽气器比较，离心真空泵有耗功低、耗水量少的优点，并且噪声也小。

离心真空泵的缺点是：过载能力很差，当抽吸空气量太大时，真空泵的工作恶化，真空破坏。这对真空严密性较差的大机组来说是一个威胁。故可考虑采用离心真空泵与射水抽气器共用的办法，当机组起动时用射水抽气器，正常运行时用真空泵来维持凝汽器的真空。

一、凝汽器真空的成因

　　凝汽器中形成真空的成因是汽轮机的排汽被冷却成凝结水，其比容急剧缩小。如蒸汽在绝对压力4KPa时，蒸汽的体积比水容积大3万多倍。当排汽凝结成水后，体积就大为缩小，使凝汽器汽侧形成高度真空，它是汽水系统完成循环的必要条件。正是因为凝汽器内部为极高的真空，所以所有与之相连接的设备都有可能因为不严而往凝汽器内部漏入空气，加上汽轮机排汽中的不凝结气体，如果不及时抽出,将会逐渐升高凝汽器内的压力值，真空下降，导致蒸汽的排汽焓值上升，有效焓降降低，汽轮机蒸汽循环的效率下降。有资料显示，真空每下降1KPa，机组的热耗将增加70kj/kw，热效率降低1.1%。射水抽气器或水环真空泵的作用就是抽出凝汽器的不凝结气体，以维持凝器的真空。

二、真空严密性差的危害

汽轮机真空严密性差的危害主要表现在以下三个方面：一是真空严密性差时，漏入真空系统的空气较多，射水抽气器或水环真空泵不能够将漏入的空气及时抽走，机组的排汽压力和排汽温度就会上升，这无疑要降低汽轮机组的效率，增加供电煤耗，并可能威胁汽轮机的安全运行，另一方面，由于空气的存在，蒸汽与冷却水的换热系数降低，导致排汽与冷却水出水温差增大。二是当漏入真空系统的空气虽然能够被及时地抽出，但需增加射水抽气器的负荷，浪费厂用电及循环水。三是由于漏入了空气，导致凝汽器过冷度过大，系统热经济性降低，凝结水溶氧增加，可造成低压设备氧腐蚀。

三、真空高低的原理分析及试验断定

　　对于汽轮机来说，真空的高低对汽轮机运行的经济性有着直接的关系，真空高，排汽压力低，有效焓降较大，被循环水带走的热量越少，机组的效率越高，当凝汽器内漏入空气后，降低了真空，有效焓降减少，循环水带走的热量增多。通过凝汽器的真空严密性试验结果，可以鉴定凝汽器的工作好坏，以便采取对策消除泄漏点。

　　因真空系统的漏空气量与负荷有关，负荷不同，处于真空状态的设备、系统范围不同，凝汽器内真空也不同，漏空气量也不同，而且相同的空气漏量，在负荷不同时真空下降的速度也不一样。为此，法规规定，做真空严密性试验时，负荷应在80%额定负荷（有的机组是在额定负荷）下进行。真空下降速度小于0.4kpa/min为合格，超过时应查找原因。另外，在试验时，当真空低于87kpa，排汽温度高于60℃时，应立即停止试验，恢复原运行工况。

四、真空查漏方法及其对比分析

1.灌水法查找真空系统不严密的方法的优缺点

真空系统包含大量的设备及系统，连接的动静密封点多，在轻微漏空气的情况下很难发现漏点，因为空气往里吸，不够直观，传统的运行中用火焰检查法较繁琐且效果不好，多数情况下使用的方法是在机组停机后对真空系统进行灌水找漏。这种方法比较直观，漏点极易被发现，缺点是由于设备的原因，灌水高度最高只能到汽缸的最低轴封洼窝处，高于轴封洼窝的地方因为水上不去而不易发现，特别是与汽轮机汽缸相连接的管道系统。

2.氦质谱查找真空系统不严密的方法的优缺点

使用氦质谱方法通常是在可疑点喷氦气，然后在真空泵端检测，看是否能检测到氦气，如果检测到氦气则说明此可疑点泄漏。此方法能确定泄漏大体位置，并有一个相对值数据。但设备使用较费力，需要三到四人操作；氦质谱法受环境影响较大，空气流动性适度都对确定漏点造成麻烦；另外，空冷岛上使用氦质谱检漏难度较大。在管道较多的位置基本难以确定漏点。

3.超声波查找真空系统不严密的方法的优缺点

超声波检漏法是一种方便快捷的方法，首先操作简单，一人即可操作；而且能准确确定漏点的位置，使堵漏较方便；应用在空冷岛上更是方便、快捷、准确。缺点是使用时需要一定的操作经验。

火烛法，涂抹肥皂泡，卤素检测等方法较为原始，在此不多描述。

真空严密性试验技术指导（汽机定期试验）

1、操作危险点、安全措施和注意事项（按工作顺序填写与执行）：

试验时，如真空下降至85kPa或低压缸排汽温度超过57℃，应停止试验，启动真空泵运行，恢复正常运行方式。
试验时当凝结水温度大于45℃时，应及时通知化学注意精处理运行情况。当凝结水温度大于50℃时，应及时通知化学退出精处理运行。

2、试验方法及步骤

得值长令，##号机组真空严密性试验。
确定 ##号机组负荷大于80%，运行正常。
确定 ##号机组凝汽器真空应大于90kPa以上。
确定真空泵良好，维持二台运行，一台作备用。
确定有关真空数值（就地、LCD及DEH）显示均正常。
解除机组协调控制，且锅炉燃烧稳定。
记录机组负荷、凝汽器排汽温度、凝结水温度、真空等有关数据。
解除备用真空泵的联锁。
关闭两台运行真空泵入口碟阀，并停止两台运行真空泵，30秒后开始记录，每30秒记录一次真空值。
8分钟后试验结束，立即启动两台真空泵运行，检查入口碟阀联开正常。
取其中后5分钟内的平均值算出真空平均下降速度。真空严密性试验结果（）kPa/min，试验结果（）。
试验时，如真空下降至85kPa或低压缸排汽温度超过57℃，应停止试验，启动真空泵运行，恢复正常运行方式。
试验结束，汇报值长并做好凝汽器真空严密性试验结果的分析和记录。
汇报值长，操作结束。

汽轮机真空系统现场漏点如何判断

1、是否有重大操作或发生异常情况：了解机组一些近期重要操作或者事故处理，判断是否可能损害与真空系统相关的设备，影响真空。

2、凝结水含氧量情况：了解凝结水含氧量，如果热井水侧漏入空气将严重影响凝结水含氧量，致使凝结水水质恶化。

3、双背压凝汽器真空比较：对于双背压凝汽器，通过隔离方式，如果隔离后发现某侧凝汽器真空值低，排气温度较高，初步划定泄漏范围。

4、凝汽器两侧端差比较：通过凝汽器两侧端差，判断疏水扩容器运行情况，如果存在泄漏端差异常增大。

5、手动操作与凝汽器相连阀门开度：了解汽轮机疏水系统阀门状态，就地操作与凝汽器相连正压蒸汽管路阀门，操作后正压蒸汽充满负压侧管道，判断阀后管道是否存在漏点。

6、氦气检漏分析仪与超声波检漏仪：使用真空检漏设备初步判断具体漏点。

五、现场真空泄漏检查实例

某电厂350MW超临界燃煤机组，真空系统设备配置为：3台真空泵+1台射水抽气器。

超速试验前，真空严密性试验结果为100kPa/min，正常运行状态为1台真空泵+1台射水抽气器。而超速试验后，真空严密性严重下降，需要运行2台真空泵+1台射水抽气器才能维持系统真空，且真空泵电流较大，具体数据为：真空值93.47 kPa、排汽温度39.7℃、真空泵电流130A。

检漏人员现场了解到，此次真空突然恶化之间，只是进行了汽轮机超速试验。由于该试验对机组扰动较大，初步判断真空严密性下降的原因为汽轮机轴封间隙磨损变大、凝汽器本体受损或着与其相关系统管道出现裂痕。

按照分析结果，使用氦气检漏分析仪从汽轮机平台开始至零米检查，主要位置检查结果如下：

很显然，凝汽器喉部存在较大漏点。就地实际检查发现，凝汽器喉部处存在30厘米长的裂痕。

对漏点处理后，凝汽器真空明显好转，真空严密性试验合格，真空系统正常运行状态为1台真空泵+1台射水抽气器。具体数据为：真空值95.37 kPa、排汽温度34.2℃、真空泵电流113.2A。

某厂1#机真空严密性试验不合格，高于0.4KPa/min。以下为查漏点及运行中的检查方法。

六、凝汽器真空度的控制措施1.降低凝汽器循环水入口温度和合理调整循环水量。根据季节变化，循环水温的变化，调整循环水泵的运行方式，通过试验确定其经济循环水量，机组在冬季工况下运行：循环水进水温度低于12℃时将使用一台高速和一台低速循泵运行，循环水进水温度12～18℃时使用两台高速循泵运行，且要求真空不小于-95KPa ℃；机组在春秋季工况下运行：循环水进水温度18～24 ℃时使用两台高速和一台低速循泵运行，循环水进水温度24℃～28℃时使用三台高速循泵运行，且要求真空不小于-93KPa ；机组在夏季工况下运行：循环水温度大于28℃将使用三台高速和一台低速循泵运行。2.确保机组真空严密性良好。a）每月15日或机组开机后24小时内进行一次真空严密性试验，真空严密性不大于270Pa/min为合格标准，否则进行查找。b）利用机组大小修，对凝汽器进行灌水找漏。c）对轴封系统进行检查并调整轴封压力，确保轴封系统供汽正常；加强轴封风机运行维护，确保轴封回汽畅通。d）加强给水泵密封水系统监视和调整。e）发现真空系统不严，影响机组真空，立即进行查找：Ø 检查低加汽侧放水门、就地水位计放水门、电接点水位计放水门是否关闭严密；低加疏水至凝汽器直通门盘根、法兰是否吸气。Ø 检查轴封冷却器水位是否正常。Ø 检查凝汽器就地水位计放水门是否关闭严密。Ø 单级U型管水封是否破坏，存在泄漏，向单级U型管进行适当注水；检查调整给水泵密封水，检查多级U型管水封是否破坏，向多级U型管注水。Ø 检查调整凝结泵密封水，防止凝结泵密封水过低，检查凝结泵入口滤网法兰是否吸气。Ø 检查调整低加疏水泵密封水，防止疏水泵密封水过低。Ø 检查本体疏水扩容器至凝汽器热水井的疏水管弯头、管道、焊口等检查是否存在泄漏；本体疏水扩容器至凝汽器吼部的疏汽管道上的伸缩节焊口是否开裂泄漏；疏水至本体疏水扩容器的最后一道阀门的盘根、法兰是否存在泄漏。Ø 检查轴封泄汽旁路门开度是否过大，调整门前后疏水门是否关闭严密。Ø 检查低压轴封供汽压力是否过低。Ø 检查真空破坏门是否泄漏（向真空破坏门内注水）。Ø 检查低加疏水泵、凝结水空气门，空气管道焊口是否吸气；检查射水抽汽器的空气门、凝汽器的空气门盘根、焊口是否存在泄漏。Ø 级旁路前后疏水是否存在接管座开裂；二旁路前排大气与排向扩容器疏水门不严密。Ø 低压缸安全门是否存在泄漏。Ø 凝汽器喉部是否存在裂纹，检查凝汽器热水井取样门是否关闭严密。f）凝汽器胶球清洗装置处于良好状态，确保及时投用，发现问题及时处理。g）每周两次投用胶球清洗装置，胶球收球率为95%以上，确保凝汽器钢管清洁度，提高凝汽器钢管的换热效率。h）真空泵工作水的冷却水改为空调冷冻水；真空泵的工作水补水由工业水或凝结水改除盐水，从而减少工业水补水造成真空泵泵体结垢引起的真空泵效率下降以及夏季凝结水温度上升造成的真空泵工作水温上升引起效率下降。i）及时调整轴封压力为0.034MPa，满足真空严密性的要求，提高真空。j）加强对凝汽器水位的监视，调整凝汽器水位正常600mm，防止凝汽器水位高，造成真空度降低