凝汽器真空下降的原因分析及预防措施

凝汽器真空下降的原因分析及预防措施

摘要：本文详细分析了凝汽器真空下降的原因，指出了影响凝汽器真空的因素，进而提出了凝冷管低真空的一些办法和措施； 关键词：凝汽器 真空下降 现象 原因 预防措施

引言：汽器真空度是汽轮机运行的重要指标，也是反映凝汽器综合性能的一项主要指标，保持凝汽器良好的运行工况，保证凝汽器最有利的真空，是每个发电厂节能的重要内容。而影响凝汽器真空的因素来自很多方面：设计、安装、制造、运行管理等，需要我们对可能引起凝汽器真空系统故障的因素定期检查，及时发现问题，及时查明原因，采取相应措施予以解决，确保机组的安全经济运行。 凝汽设备是凝汽式汽轮机组的一个重要组成部分，它的工作性能直接影响整个汽轮机组的安全性、可靠性、稳定性和经济性。而凝汽器真空度是汽轮机运行的重要指标，也是反映凝汽器综合性能的一项主要考核指标。凝汽器的真空水平对汽轮发电机组的经济性有着直接影响，如果机组真空下降1%，机组热耗将要上升0.6%～1%，煤耗将增加大约为1-2％。因此保持凝汽器良好的运行工况，保证凝汽器的最有利真空，是每个发电厂节能的重要内容。而凝汽器内所形成的真空受凝汽器传热情况、真空系统严密性状况、冷却水的温度和流量、机组的排汽量及真空泵的工作状况等因素制约。 第一章 凝汽器的理论概括

第二章 凝汽器：使驱动汽轮机做功后排出的蒸汽变成凝结水的热交换设备。蒸汽在汽轮机内完成一个膨胀过程后，在凝结过程中，排汽体积急剧缩小，原来被蒸汽充满的空间形成了高度真空。凝结水则通过凝结水泵经给水加热器、给水泵

等输送进锅炉，从而保证整个热力循环的连续进行。为防止凝结水中含氧量增加而引起管道腐蚀，现代大容量汽轮机的凝汽器内还设有真空除氧器。

第一节 凝汽器的结构

结构说明

凝汽器结构为单壳体、对分、单流程、表面式。

凝汽器为单壳体对分单流程表面式凝汽器，它在低压缸下部横向布置。凝汽器壳体置于弹簧支座上，其上部与汽机排汽缸采用刚性连接。循环水流经凝汽器管束使凝汽器壳体内汽机排汽凝聚，凝聚水聚集在热井内并由凝聚水泵排走。 凝汽器壳体内布置管束，热井置于壳体下方,正常水位时其水容积为不少于4分钟凝聚水泵运行时流量。

凝汽器由外壳和管束组成单流程,管子为铜合金管,用淡水冷却。 凝汽器管束布置为带状管束，又称“将军帽”式布置

凝汽器喉部和汽轮机低压缸排汽管连接，上接径口尺寸：7532×6352分两半制造，即7890×3355×1980，接颈壁板用厚16mm、20g钢板。内焊肋板（δ16）加强，侧板间用18号角钢，20a槽钢φ102--φ159的20号钢管加强，使之有足够的刚度。

接颈下部呈截锥四方形,分三段制造,左右两段尺寸是12100×2600×3841，中间段尺寸是12100×2300×3841，接颈下部侧板用厚20mm的20g钢板，内焊肋板，管斜支撑加强。接颈下部右侧（冷却水进水管侧）装有两个减温器。属低压旁路装置供货范围。

汽轮机六七八段抽汽管道，经由接颈右侧（冷却水出口管侧）向外引出。管道热补偿采用伸缩节。

凝汽器管板间距12330mm，中间设置不同标高隔板14块，冷却管板在管板间以5‰斜度倾斜。同时管板安装斜度也是5‰，以保证两者垂直，这样进出水室中心标高差62mm。管板与壳体通过一过渡段连在一起，过渡段长度为300mm。 每块隔板下面用三根圆钢φ102×6支撑，隔板与管子间用220×110×7.5的工字钢及一对斜铁，用以调节隔板安装尺寸。隔板底部在同一平面上。 壳体与热井通过垫板直接相连，热井高度为2041，分左右两部分制造。在热井中有工字钢，支撑圆管，刚度很好。热井底板上开三个500×1000的方空与凝聚水出口装置相连。隔板间用三根φ89×5的钢管连结，隔板边与壳体侧板相焊。每一列隔板用三根φ70的圆钢拉焊住，圆钢两端还与管板过渡段相焊。凝聚水出口装置上部设网格板，防止杂物进入凝聚水管道，同时防止人进入热井后从此掉下。

空冷区上方设置挡板，阻止汽气混合物直接进入空冷区。空气挡板两边与隔板密封焊。每列管束在三个挡板上开199×100方孔，用三根方管合拼联成φ273×6.5的抽气管。

弧形半球形水室，具有水流均匀，不易产生涡流，冷却水管充水合理，有良好换热效果等特点。水室侧板用25mm厚的16Mn钢板，水室法兰用60mm厚的16MnR，并与管板，壳体用螺栓联接。φ24“O”形橡胶圈作密封垫，保证水室的密封性。进出水管直径φ2000。在水室上设有人孔，直径为φ450，检修时为防止工人进入人孔后不掉入循环水管里，在进出水管处加设一道网板，由不锈钢薄板组成既不增加水阻又能保证安全。水室上有放气口、排水孔、手孔及温度、压力测点。水室壁涂环氧保护层，并有牺牲阳极保护。

在凝汽器最上一排管子之上300mm处设8个真空测点，测量点是用两块5mm厚板，组成30mm间隔的测量板，从板中间接头上引φ14×3管至接颈八个测真空处进行真空测量。

凝汽器热井：凝汽器下部收集凝结水的集水井，放于汽机房下方。作用为收集凝结水，并且给凝结水泵提供一定的静压头。

它装于弹簧和底板上，弹簧由汽机答应力进行设计。考虑到弹簧摩擦角产生的水平力，78个弹簧采用一半左旋一半右旋，以使力平衡。

为防止运行时凝汽器前后、左右移动，造成凝汽器、低压缸不同心，对低压缸不利，热井底板上焊固定板使地板与弹簧基础柱上埋入的钢板粘合，这样凝汽器只能上下移动。

第二节 凝汽器的工作原理及任务

凝汽器的主要作用：

1）在汽轮机排汽口造成较高真空，使蒸汽在汽轮机中膨胀到最低压力，增大蒸汽在汽轮机中的可用焓降，提高循环热效率；

2）将汽轮机的低压缸排出的蒸汽凝结成水，重新送回锅炉进行循环； 3）汇集各种疏水，减少汽水损失。 4）凝汽器也用于增加除盐水（正常补水）

表面式凝汽器的工作原理：凝汽器中装有大量的铜管，并通以循环冷却水。当汽轮机的排汽与凝汽器铜管外表面接触时，因受到铜管内水流的冷却，放出汽化潜热变成凝结水，所放潜热通过铜管管壁不断的传给循环冷却水并被带走。这样排汽就通过凝汽器不断的被凝结下来。排汽被冷却时，其比容急剧缩小，因此，在汽轮机排汽口下凝汽器内部造成较高的真空。

凝汽器是火力发电厂的大型换热设备。图1为表面式凝汽器的结构示意图。

凝汽器运行时，冷却水从前水室的下半部分进来，通过冷却水管（换热管）进入后水室，向上折转，再经上半部分冷却水管流向前水室，最后排出。低温蒸汽则由进汽口进来，经过冷却水管之间的缝隙往下流动，向管壁放热后凝结为水。

第二章 凝汽器的类型及作用

根据传热方式不同凝汽器可以分为混合式和表面式两大类。在混合式凝汽器中，蒸汽与冷却介质（水）直接混合，这种凝汽器虽然结构简单、成本低，但无法回收凝结水，故不能应用于电厂实际生产过程中。

根据冷却介质不同，表面式凝汽器又可以分为空气冷却式（简称空冷式）和水冷却方式（简称水冷）两种。

第一节 凝汽器的分类概述

空气冷却凝汽器（简称空冷器）是以空气作为冷却介质，把蒸汽凝结成水。采用翅片管式空冷散热器，直接或间接用环境空气来冷凝汽轮机排汽的冷却系统，称为空冷系统。采用空冷系统的汽轮发电机组简称为空冷机组。

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