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收稿日期：修回日期：基金项目：国家863项目(No.2007AA05Z251)作者简介：张凯(1964-)，男，河南洛阳人，洛阳矿山机械工程设计研究院有限责任公司工程师。
1水泥厂余热电站凝结水泵设计中应注意的问题张凯仝伟峰郭建伟（洛阳矿山机械工程设计研究院有限责任公司, 河南洛阳471039）摘要：凝结水泵是水泥厂余热电站的重要辅机设备。
在水泥生产线余热电厂运行中，由于受水泥生产线运行工况变动的影响，发电系统经常处于变工况运行状态，这就要求凝结水泵在各种变工况下均能稳定运行，从而满足余热发电系统安全稳定运行的需要。
本文结合我院设计的某5000t/d水泥生产线余热电站，分析了导致凝结水泵发生汽蚀的原因，提出了设计中应注意的问题。
关键词：余热电站凝结水泵气蚀1 前言近年来，随着水泥工业技术进步和节能技术水平的不断提高，水泥熟料热耗已由原来的4600~6700kJ/kg降低到3000~3300 kJ/kg，即使如此，由于受煅烧技术和工艺流程的限制，代表着水泥行业发展方向的新型干法水泥熟料生产线在生产过程中，仍然有大量的350℃以下（约占水泥熟料烧成系统总热耗量的35%以上）的中、低温热量不能被充分利用，造成了巨大的能源浪费。
为了达到节能减排，降低生产成本，保护生态环境、提高企业经济效益的目的，水泥厂一般通过建设纯低温余热电站，利用水泥熟料生产线窑头、窑尾排放的废热资源进行发电。
在设计水泥厂纯低温余热电站时，各设计院一般套用电力行业设计规范。
水泥厂余热电站由于受熟料生产的原料水分、煤质成分和发热量、熟料产量以及窑的运行工况等因素的影响，进入余热锅炉的废气参数发生变化，导致汽轮发电机组负荷也相应变化，凝汽器的凝结水量发生变化，若设计时考虑不周，则凝结水泵容易发生汽蚀，从而影响到整个余热电站系统的安全稳定运行。
2 凝结水系统设计计算某5000t/d水泥熟料生产线配套余热电站的补汽凝汽式汽轮机为BN9-1.6/0.35型，配套1200m2凝汽器，正常运行工况凝汽量46.3t/h，设计工况凝汽量47.2t/h，汽轮发电机组最大凝汽量55 t/h，凝汽器压力0.007MPa，凝汽器的正常水位标高 1.272米，水位变动范围-200-+150mm。
某厂汽轮机凝器真空下降原因分析及处理汽轮机凝器真空下降是一个更常见的汽轮机问题。
汽轮机凝汽器设备的压力不仅会降低单位的效率,甚至造成事故停机时间。
真空下降的原因很多,其特点和处理解决方法是不同的。
本文只要对凝汽式汽轮机真空下降的原因分析及处理要求进行了简要的分析。
【关键词】凝汽式汽轮机真空下降原因分析处理要求1.设备简介汽轮机设备在启动和正常运行过程中，都需要将设备（特别是凝汽器）和汽水管路中的不凝结气体及时抽出，以维持凝汽器的真空，改善传热效果，提高汽轮机设备的热经济性。
因此，由真空泵、汽水管道和阀门等组成真空设备就成了凝汽器设备中必不可少的一个重要组成部分。
本厂真空泵采用水作为工作介质的液环泵，即为水环泵。
水环泵容易实现自动化，它形成的真空与汽轮机组工况无关。
设计合理的新型水环泵具有很高的可靠性。
真空泵运行时，自密封水从水环顶部引出，而工作水从水环底部进入。
系统中的补给水来自凝结水，经一水位调节阀后进入真空泵的汽水分离器。
当水位调节阀故障时，可以通过该阀的手动旁路阀来控制水位。
正常运行时，从水环真空泵中排出的汽水混合物在分离箱中自燃分离，分离出来的气体经逆止阀排入大气，分离后的水则留在汽水分离箱内，经一离心泵升压后，进入真空泵冷却器，降温后重新回到真空泵内。
水环真空泵在排汽时，工作水会排出一小部分。
经过汽水分离器后，这一小部分水又送回泵内，所以工作水的损失较小。
为了保证稳定的水环厚度，在运行中需要向泵内补充凝结水，但量很少。
（真空系统如图1、2所示）。
此外凝器真空下降还涉及到凝水系统、轴封系统、循环水系统等。
（1）（2）1.凝器真空下降的危害1.凝汽器真空下降，会使机组的轴向推力增大，严重时会造成推力瓦过负荷从而磨损。
2.凝汽器真空下降，低压缸末级叶片有较容积流量将大幅度的减小，将末级叶片严重的偏离设计的工况。
末级叶片将要产生脱流及漩流，同时还会在叶片的某一部位产生较大的激振力。
严重时会使末级叶片发生断裂的事故。
凝汽式汽轮机机组真空恶化原因分析及维护方法摘要：凝汽式汽轮机真空度对机组实际生产过程中安全平稳运行起到了至关重要的作用。
因此，必须重视对其进行全面有效地控制与管理。
但由于多方面因素的限制，导致部分凝汽式汽轮机存在一定程度上的真空下降现象。
对此，需要采取针对性的控制措施。
从凝汽器系统，轴封系统和循环水系统3个角度分析了导致凝汽式汽轮机真空度下降的主要因素，从解决存在问题和加强检查维护等多个方面论述了解决凝汽式汽轮机真空下降的具体对策，以供参考。
关键词：凝汽式；汽轮机机组；真空恶化1热电企业凝汽式汽轮机运行过程中常会碰到真空逐步降低的情况，特别是在夏季凝汽器真空对于汽轮机运行经济性有很大影响，如果其他工况不发生变化，真空度每次改变1%,汽轮机汽耗率就会平均改变1%-2%。
由于真空降低，致使抽气量减小、排气温度增高和抽气量增加。
同时也导致凝结水含氧量增大、水质恶化等一系列不利现象发生。
因此，必须采取各种措施提高凝汽器真空。
不但使得机组能耗增加，影响机组的经济性，甚至会对机组的安全构成威胁，严重的还会减少发电负荷。
因此通常规定：当排汽压力上升至0.015Mpa时应减少负荷，当排汽压力增加至0.03Mpa附近时应完全卸除负荷，直到在规定工况下执行故障停机为止，这直接关系到企业经济效益。
而如果泄漏到空气中，不仅会使凝结水过冷，降低凝汽器除氧效果，使凝结水中溶入部分气体，导致凝结水系统设备和管道氧腐蚀而影响机组安全运行。
1凝汽器真空建立的原理凝汽器真空在机组启动阶段和正常运行时建立的机制不同。
机组启动后，凝汽器内真空的确立取决于真空泵对凝汽器内空气的抽离，这时真空确立的速度取决于真空泵容量和真空系统严密程度。
机组冲转时，有排汽流入凝汽器，排汽在冷却介质作用下冷凝为水。
水从排出口流出之后，温度升高；当水温达到一定程度，便开始凝结成水蒸气并释放出大量热能，从而使汽轮机转速提高。
乏汽冷凝成水后体积大为减小，原被蒸汽填充的容器空间内形成高度真空。
汽轮机凝结水泵喘振、汽蚀原因分析及处理席向阳【摘要】中国石油化工股份有限公司洛阳分公司发变电车间5号汽轮发电机组自安装投用以来,凝结水泵出口管线振动频繁(振幅超过50 mm)且汽蚀现象严重,对影响系统正常运行的原因进行分析,发现引起凝结水泵出口管线振动的原因是喘振产生的低频振动,机泵汽蚀的原因是泵入口管线阻力过大.就凝结水泵如何防喘振、防汽蚀提出了详细的解决方案,并对该机组凝结水系统进行改造,较好地解决了凝结水出口管线振动、汽蚀以及机组不能满负荷运行的问题,实现了机组安全、平稳运行.%Ever since the commissioning of No. 5 steam turbine power generator in SINOPEC Luoyang Company, the outlet line of condensate water pump had vibrated frequently ( amplitude over 5 mm) and suffered from serious cavitation. The analysis of abnormal operation found that the low-frequency vibration and excessive pressure resistance of pump inlet line were the root causes of surge and cavitation of inlet line respectively. The detailed effective solutions to surge and cavitation problems of condensate water pump were proposed and condensate water system of the steam turbine power generator train was revamped, which has solved the these problems of surge, cavitation and operation at a lower load. The safe and stable operation of steam turbine power generation train has been ensured.【期刊名称】《炼油技术与工程》【年(卷),期】2012(042)006【总页数】3页(P42-44)【关键词】凝结水泵;凝结水出口管线;喘振;汽蚀;管道阻力【作者】席向阳【作者单位】中国石油化工股份有限公司洛阳分公司,河南省洛阳市471012【正文语种】中文中国石油化工股份有限公司洛阳分公司动力生产管理部发变电车间5号汽轮发电机组是南京汽轮机厂生产的 C12/3.43/0.981-4型中压、单缸、单抽汽、冲动式汽轮机。
浅谈汽轮机凝汽器常见故障及原因分析发表时间：2020-08-12T09:38:17.383Z 来源：《电力设备》2020年第10期作者：曾友良[导读] 摘要：汽轮机凝汽器作为火电厂汽轮发电机的重要辅助设备，其运行状态直接影响着火电厂发电运行的安全性、稳定性和经济性。
（广州环投增城环保能源有限公司广东广州 511300）摘要：汽轮机凝汽器作为火电厂汽轮发电机的重要辅助设备，其运行状态直接影响着火电厂发电运行的安全性、稳定性和经济性。
本文将结合实例，对火电厂汽轮机凝汽器在运行过程中容易出现的故障进行原因分析和研究，为设备运行降低故障、提升工作效率具有一定的借鉴意义。
关键词：汽轮机；凝汽器；常见故障；原因分析凝汽器作为汽轮机热力系统的一个重要部分，其在汽轮机运行中的工作状况，不仅会对汽轮机装置的整体运行可靠性存在着较大的影响，而且对其装置运行的经济效益也具有较为直接的作用。
其中，凝汽器工作中的真空恶化、液位异常是运行中常见的故障，情况一旦严重，会影响汽轮机正常运行，甚至引起汽轮机跳闸等，从而对汽轮机的稳定工作以及整个火电厂的安全运行产生不利影响。
在进行汽轮机凝汽器工作运行中，运行人员主要通过温度、真空、水位、流量等参数进行检查监控、记录分析，判断真空恶化和液位异常的严重程度，引起这些故障的原因复杂，准确判断难度较大，需要结合具体情况进行分析研究。
结合某生活垃圾焚烧发电厂汽轮机凝汽器在运行中出现的故障及其产生的原因进行分析与研究，以供参考。
1 汽轮机的结构与原理1.1 汽轮机装置及其结构原理简介某生活垃圾焚烧发电厂日处理垃圾量2000t/d，设3台日处理垃圾750t/d的焚烧锅炉，单台锅炉的额定蒸发量为 63.29t/h，锅炉出口主蒸汽的温度为 400℃，压力为 4.0MPa，配2套22MW中压、单缸、凝汽式汽轮机，设有四级不可调抽汽，一级抽汽压力1.3MPa，抽汽温度300℃，供焚烧炉空气预热器加热空气；二级抽汽压力0.5MPa，抽汽温度200℃，供给除氧器加热锅炉给水和渗沥液处理站用汽；汽轮机三、四级抽汽供给低压加热器加热凝结水用。
（1）凝结泵空气门如果运行备用的两台凝结泵空气门最终是共用一根空气管接到凝汽器去的，如果备用泵漏空气，可能会影响到运行泵的正常运行。
（共用一根空气管，运行泵的空气可能不会被抽走，泵体聚集空气，致泵运行异常）（2）凝结泵容易汽化汽蚀的原因a、凝结水温度（可以忽略过冷却度）是凝汽器排汽压力下的饱和温度，即使加上热井水位产生的静压力（这就是为什么凝结泵要装在较低位置的原因），凝结水泵入口的压力还是很低，如果水泵流量小，水在泵体中会被加热，而达到凝结水的汽化温度，使泵产生汽蚀。
b、凝结水系统是负压的，凝结水泵的法兰、等处容易漏入空气，如果空气门没开或漏入的空气量太大，会使水泵积存空气而不能正常工作。
（3）凝结泵装在泵坑的原因凝结水温度（可以忽略过冷却度）是凝汽器排汽压力下的饱和温度，即使加上热井水位产生的静压力，凝结水泵入口的压力还是很低，如果水泵流量小，水在泵体中会被加热，而达到凝结水的汽化温度，使泵产生汽蚀。
（4）凝结泵入口处压力的分析假设机组真空-85KPa，当地大气压101KPa，凝结泵安装高度-2.0M，热井水位1M那么，凝汽器的绝对压力为101-85=16KPa，热井水位静压力为3M水柱即30KPa。
以凝结泵入口处横截面，左侧为泵，右侧为凝汽器。
入口处凝汽器产生的压力为46KPa（如果凝结泵入口安装有压力表，表压应该为-55KPa <-0.055MPa>)。
当泵启动后，水被甩走，右侧46KPa压力的水就会进入泵体，这就是为什么虽然凝结泵入口为负压（考虑这个问题时大多数人都会用真空、负压来考虑，所以比较难理解，如果换成绝对压力，不管外界大气压，就好想通了），但是泵仍能正常工作的原因。
但是相对于在大气压工作下的离心泵，相对更容易汽蚀。
（5）凝结泵的空气门空气管及空气管中的水位如果凝泵的抽空气管是透明的玻璃管，我们能看到什么情况？虽然对外都显负压，但是空气管和凝汽器构成的应该是连通器，所以我认为，凝汽器管路中是充满水的，且与凝汽器水位基本相同。
汽轮机热井凝结水泵频繁抽空问题的原因分析及解决张召辉董国光马敏李振华(中国石油天然气股份有限公司乌鲁木齐石化分公司；830019)Zhang Zhaohui、Dong Guoguang、Ma Min、Li ZhenhuaPetroChina Urumqi Petrochemical Company（Urumqi 830019, Xinjiang,China）摘要：大芳烃连续重整装置压缩机凝汽系统存在热井凝结水泵频繁抽空的隐患，本文通过科学地计算对其原因进行具体的分析论证，并利用装置大检修的机会，对汽轮机凝汽系统进行改造，将热井移位至至机房二层平台上增加泵入口压头，从而使单台热井凝结水泵运行就可以满足需要，彻底解决了泵频繁抽空的问题，并通过大机组实际运行的情况进行验证。
关键词：汽轮机；汽蚀余量；改造1概述乌鲁木齐石化公司大芳烃连续重整装置与2012年10月2日一次试车成功。
重整循环氢压缩机K-2201和重整氢增压机K-2202作为装置的核心机组，对于装置的平稳、长周期运行至关重要。
这两台压缩机为沈阳透平机械股份有限公司制造，配套驱动机为凝汽式汽轮机，由杭州汽轮机股份有限公司制造。
从大芳烃试车以来，K-2201/2202机组一直存在一个隐患，即热井底部共有两台凝结水泵，日常必须两台同时运行，才能保证汽轮机凝结水系统运行稳定。
这样，如果一台泵出现故障，则会造成凝结水系统波动，处理不及时，还可能会造成液位迅速上涨，漫入汽轮机排缸部位后，造成转子损坏等恶性设备事故。
2汽轮机凝汽系统流程介绍热井底部设有两台冷凝液泵，两台泵互为备用，泵出口分三路，一路经控制阀后返回热井顶部，一路经控制阀排出系统，另一路进入排气安全阀做为安全阀的水封作用。
热井底部凝液泵出口外排系统与返回热井的两个控制阀为分程控制，控制热井液位稳定。
热井顶部和集液箱顶部设有联通线，热井液位过高时，凝结水会通过联通线进入集液箱，而集液箱顶部直接就是汽轮机转子。
图1 热井凝结水系统流程图3机组运行中的问题热井底部共有2台凝结水泵，设计上要求1台泵运行，另1台泵备用，通过热井底部凝结水泵将汽轮机进汽通过空冷冷凝成凝结水送出装置。
但是，实际运行过程中发现，单台泵运行时并不能将凝结水排出，泵出口阀打开两扣以上就会造成泵抽空，为了保证机组的正常运行，车间安排将两台凝结水泵同时运行，同时还得将泵出口阀控制在2扣之内，才能保证泵不抽空，保证热井液位稳定。
这样存在没有备用泵的问题。
在日常运行中，也多次出现热井液位迅速上涨的情况，现场检查是由于泵抽空造成，且短时间内，就使热井、集液箱液位均显示100%，严重影响机组安全运行。
4泵频繁抽空原因分析对于以上情况，车间通过认真分析，并和歧化异构化机组热井的设置进行对比，分析是由于泵入口的有效汽蚀余量不足造成的。
图 2改造前热井凝结水泵入口流程202热井以K-2202热井凝结水泵的有效汽蚀余量为例进行计算说明。
NPSHa 计算由下述内容得出： 'NPSHa P H Pv H P =+---∆上述公式中P :热井压力，正常运行时为18KPaA ，即1.8米H :液面至泵中心净液柱压力，由图2可知，取1.861米Pv :液体饱和蒸气压，取60℃时水的饱和蒸汽压19.93KPa ，即1.993米 'H :裕量，一般取1米净液柱 P ∆:吸入管道阻力损失吸入管道阻力损失P ∆包含两部分，直管阻力损失和局部阻力损失，具体计算值如下：0.08d m =3983.2/kg m ρ=546.8810Pa S μ-=⨯⋅336/V m h = 7.042l m =2236 1.99(/)3.140.08360044V m s d υπ===⨯⨯55983.2 1.990.08Re 3.3391046.8810d ρυμ-⨯⨯===⨯⨯ Re >4000 为湍流采用无缝钢管 查图 0.021λ=直管阻力损失：227.042 1.990.021 3.66(/)20.082f l h J kg d υλ==⨯⨯=局部阻力损失：4个90︒标准弯头，一个闸阀，一个T 型过滤器 查表得：10.75ς= 20.17ς= 3 2.25ς=222'12322252221.99 1.99 1.9940.750.17 2.252229.776(/)fh J kg υυυςςς=⋅++=⨯⨯+⨯+⨯=总阻力损失：'=13.436(/)f f f h h h J kg +=总吸入管道阻力损失 ：13.436983.213210()13.21()f P h Pa KPa ρ∆==⨯==总，即1.321米综上所述，有效汽蚀余量'1.8 1.861 1.9931 1.3210.653mNPSHa P H Pv H P=+---∆=+---=- 而泵的必须汽蚀余量NPSHr 为0.95米，因此可以验证热井底部凝结水泵的汽蚀余量不足，是造成频繁抽空的主要原因。
5解决办法针对热井底部凝结水泵有效汽蚀余量不足的问题，我们采取提高液面至泵中心净液柱压力H 的办法，即将K-2201/2202两台机组热井移位至机房二层平台上，来解决此问题。
同样以K-2202热井移位后的有效汽蚀余量进行计算对比。
改造后热井凝结水泵入口流程移位后下列参数发生变化：H ：由图3可知，取7.761米； l ：直管长度25.442l m =另外，90︒标准弯头数量为5个，由此可得：'NPSHa P H Pv H P =+---∆ 1.87.761 1.9931 2.501=+--- 4.067m =大于泵的必须汽蚀余量，满足泵的汽蚀余量要求。
同理，通过计算可知，K-2201在热井移位后 也可满足泵的汽蚀余量要求。
见下表：表一 热井移位前后情况对比通过对热井进行移位，有效的解决了热井凝结水泵频繁抽空的问题。
实际运行期间，在重整装置满负荷的情况下，单台凝结水泵运行时，完全可以满足工艺需求，解决了机组长周期平稳运行的一大隐患。
参考文献：汤金石，赵锦全编，化工过程及设备，北京，化学工业出版社，2006年陆良福主编，炼油工程及设备，中国石化出版社，1999年作者简介：张召辉，2004年参加工作，现在乌石化炼油厂芳烃车间，任设备管理工程师。
Steam turbine’s hot well pump frequent depletion problem analysis and solvingZhang ZhaohuiUrumqi Petrochemical Company Oil RefineryAbstract: Aromatic hydrocarbons continuous reforming device compressor coagulation steam system exists hot well condensation pump frequently time of hidden, this by science to calculation on its causes for specific of analysis demonstration, and using device large maintenance of opportunities, on turbine coagulation steam system for transformation, will hot well shift to Room II layer platform increased pump entry pressure head, to makes single hot well condensation pump run on can meet needs, completely solution has pump frequently time of problem, and by large unit actual run of situation for validation.Key words: steam turbine; net positive suction head; modificationAbstract: a hidden trouble of Big aromatic CCR unit’s compressor condensing plant was:.This paper, through scientific calculation on the reasons for the specific analysis, and using the opportunity on unit overhaul. Reforming the condensing plant .lifting the hot well to the second platform for increasing the pump inlet pressure head.So that the single hot well pump working could meet the demands. And through the actual operation of the compressor to examine.Key words: steam turbine NPSH reform汽轮机热井凝结水泵频繁抽空问题的原因分析及解决摘要：大芳烃连续重整装置压缩机凝汽系统存在热井凝结水泵频繁抽空的隐患，本文通过科学地计算对其原因进行具体的分析论证，并利用装置大检修的机会，对汽轮机凝汽系统进行改造，将热井移位至至机房二层平台上增加泵入口压头，从而使单台热井凝结水泵运行就可以满足需要，彻底解决了泵频繁抽空的问题，并通过大机组实际运行的情况进行验证。
To solve the problem of pump frequently depletion completely.。
