双背压凝汽器真空倒置的原因分析
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双背压凝汽器真空倒置的原因分析
作者：袁标
来源：《科学与财富》2014年第11期
摘 要：电厂汽轮机在运行时，凝汽器运行的好坏直接影响机组整体的经济型。而凝汽器的真空是凝汽器效率的主要体现，近来投入运行的凝汽式汽轮机多为双背压式，根据传热学原理，双背压凝汽器的平均背压低于同等条件下的单背压凝汽器的背压，故现在600MW机组大都采用了双背压或者多背压凝汽器，凝汽器的背压越低就会使机组的焓降增大，使机组的热效率增加。正常情况下，低压凝汽器的背压会低于高压凝汽器的背压，但在实践运行中，由于运行工况的变化，会出现真空倒置现象，下面就以我厂2台超临界600MW机组（分别为#5机、#6机）为例，对真空倒置的原因进行简要分析。
关键词：凝汽器；双背压；真空倒置；经济型；原因分析
凝汽器是凝汽式机组的重要组成部分，其工作状况的好坏，直接影响整个机组的安全性和经济性。对1台600MW机组，真空下降1 %，热耗便会增加0.05%左右。我厂三期两台600MW超临界机组配套的凝汽器为双壳体、双背压、双进双出、双流程、横向布置结构，凝汽器正常工作时，冷却水由低压侧的两个进水室进入，经过凝汽器低压侧壳体内冷却水管，流入低压侧另外两个水室，经循环水连通管水平转向后进入高压侧靠的两个水室，再通过凝汽器高压侧壳体内冷却水管流至高压侧两个出水室并排出凝汽器，蒸汽由汽轮机排汽口进入凝汽器，然后均匀地分布到冷却水管全长上，经过管束中央通道及两侧通道使蒸汽能够全面地进入主管束区，与冷却水进行热交换后被凝结；部分蒸汽由中间通道和两侧通道进入热井对凝结水进行回热。LP侧壳体凝结水经LP侧壳体部分蒸汽回热后被引入凝结水回热管系，通过淋水盘与HP侧壳体中凝结水汇合，同时被HP侧壳体中部分蒸汽回热，以减小凝结水过冷度。被回热的凝结水汇集于热井内，由凝结水泵抽出，升压后输入主凝结水系统。HP侧壳体与LP侧壳体剩余的汽气混合物经空冷区再次进行热交换后，少量未凝结的蒸汽和空气混合物经抽气口由抽真空设备抽出。正常运行时高压凝汽器的压力应比低压凝汽器的压力约高28%左右，低压缸排入凝汽器的蒸汽容积流量比排入高压凝汽器的蒸汽容积流量约多28%左右，但#5、6机组在实际运行当中低负荷时总是会出现高、低压凝汽器真空倒置的情况，
#5机的措施及原因分析：
措施：经本人反复调整观察发现当轴封母管压力设定值低于33KPa、低压轴封母管压力低于43Kpa左右时，高、低压凝汽器就会出现背压倒置的情况且高压凝汽器的背压值变化不多，而低压凝汽器的背压值升高明显，例如可两点对比观察：
时间 高压背压（Kpa）低压背压（Kpa）轴封母管压力设定值
日期 时间 高压背压（Kpa） 低压背压（Kpa） 轴封母管压力设定值 龙源期刊网
06.16 04：00 5.7 5.35 31
0623 06：15 5.83 6.1 33
特别是本班尤为明显：接班时00：30′轴封母管压力设定值为33Kpa高压背压值为5.3Kpa低压背压值为5.7Kpa，高、低压凝汽器背压倒置， 00：40′将轴封母管供汽压力设定值提高为34Kpa后，低压轴封供汽压力由44.5Kpa上升至45.3Kpa左右，01：15′高、低压凝汽器背压值分别为5.2Kpa 4.9Kpa ，低压凝汽器真空提高了0.8KPa，背压倒置情况消失。原因分析：在机组负荷低时由于凝汽器的换热量小，凝汽器内有相对较多的不凝结气体，此时系统漏真空及真空泵工作情况对机组真空的影响尤为突出，#5机的低II缸特别是#6瓦在调试期间因轴封安装间隙问题，两端在正常轴封时漏汽量较大，故一直对进入该瓦的轴封进气节流较多，还有5B小机的排气端也是如此，夜间负荷低时造成低II缸（低压凝汽器侧）两端轴封密封效果差，通过适当提高轴封供汽压力即可弥补，本人所观察的压力可能只是密封汽量的一个临界点。近几天轴封供汽压力一直维持在44Kpa左右，此时高、低压凝汽器背压倒置情况消失（晚高峰后降负荷时造成轴封供汽压力短时低而出现的情况例外）。但要注意的是在轴封供汽压力提高后，应加强对大、小机油位的监视，防止油中带水增加。
#6机的措施及原因分析：
措施：对轴封供汽压力反复调整无效，只有当高压凝汽器换为6D真空泵运行后高、低压凝汽器背压倒置的情况才能消失，但消失的原因为：对比高压凝汽器的背压值相对升高了，而低压凝汽器的背压值变化不大。
原因分析：#6机的情况只是在执行辅机切换后，真空泵由6D换位6C后才出现的（每次6C真空泵运行时均会出现），近几天在6月23号左右低压凝汽器6A、6B真空泵都运行过，而低压凝汽器真空值变化不大，分析首先是真空系统有泄漏，但在现有的轴封压力下提高轴封供汽压力对真空值影响不大（由38KPa提高到43Kpa），初步判断和#5机的情况不同即低压缸或小机轴封漏气的可能性小，其次是真空泵的抽吸能力，6C真空泵的工作特性显而比6D的要好，而真空泵抽吸能力下降的原因有：汽水分离器水位低或水温过高、介质有腐蚀或带入物料磨蚀，使内部机件间隙大、两端密封泄漏、内部结垢严重等，本人分析真空泵两端密封泄漏和汽水分离器水位不正常的可能性大，关于汽水分离器水位自动一直未能投入的问题，建议在液位开关低报警动作补水电磁阀时，加一延时（因补水电磁阀开关均接受同一液位开关脉冲信号，从而造成补水电磁阀在自动时频繁开关极易烧毁）或另外加装一液位开关以投入该阀自动。以下是在机组负荷、循环水进水温度差不多的情况下不同真空泵运行时高、低压凝汽器的背压对比：
日期 时间 高压背压（Kpa） 低压背压（Kpa） 运行真空泵 轴封母管压力（Kpa） 循环水进水温度
06.20 04：10 6.97 6.3 A D 38 28.5 龙源期刊网
06.22 01：00 5.95 6.63 B C 38 29.5
06.24 23：55 5.7 6.2 A C 38 28.3
其中6A、6B真空泵抽气口接于低压凝汽器，6C、6D抽气口接于高压凝汽器。■
