方磊

摘 要：為提高100～300MW燃煤發(fā)電機組的安全、經濟、可靠性，延長其使用壽命，減少提前關停的風險，本文從凝汽器真空入手，分析了循環(huán)冷卻水溫度、循環(huán)水量、機組負荷、嚴密性等因素對真空的影響。通過試驗，得出了機組負荷是對真空影響最大的因素，真空隨機組負荷的增加呈線性下降，即每增加10MW的負荷，真空平均下降0.3kPa，最大可下降0.45kPa。因此，機組負荷在發(fā)生變化時，及時調整循環(huán)水的入口溫度、冷卻水量等因素，以提高機組效率及經濟性。

關鍵詞：真空；機組負荷；入口溫度；循環(huán)水量；嚴密性

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）11-0064-02

1 引 言

隨著經濟的快速增長，人們對環(huán)境質量的要求越來越高，污染物排放量大戶-燃煤電廠自然而然的受到了廣泛的關注。各級政府紛紛出臺各種超低排放政策、“煤改氣”政策以及限制新建、擴建的煤電項目，以發(fā)展以清潔能源為主，可再生能源為輔的電力項目發(fā)展之路。但隨著“煤改氣”的步伐越來越快，我國部分地區(qū)出現了“氣荒”，電力、熱力的供給不足。如何在我國能源資源以煤為主的客觀條件下，保證我國能源的充足供給是一個值得深思的問題。

當前，我國100MW以下的燃煤發(fā)電機組正迎來了關停潮，100MW以上、300MW以下的燃煤機組也將是下一步的關停的對象，如何使其在設計壽命還有十多年的情況下發(fā)揮更大的作用，減少大面積關停造成的供應不足，亟待解決。由于凝汽器真空高低直接對機組的安全、經濟、可靠運行有著重大影響[1～6]，本文將選取某發(fā)電廠200MW級燃煤發(fā)電機組，從凝汽器真空入手，通過實際的運行參數，分析影響凝汽器真空的原因，以提高機組的熱效率及延長其使用壽命。

2 燃煤發(fā)電機組凝汽器真空影響因素分析

凝汽器真空是指汽輪機排氣壓力，也有使用真空度來進行研究，即指汽輪機低壓缸排汽壓力占大氣壓的百分數，即：凝汽器真空度（%）=（1-（汽輪機排汽壓力絕對值（kPa）/98.1（kPa））×100%。由于凝汽器排汽壓力與飽和蒸汽溫度之間存在一一對應的關系，本文將從冷卻水溫度、機組負荷、循環(huán)水量等入手，分析影響真空的因素。

2.1 冷卻水入口溫度對真空的影響

由于該廠采用的循環(huán)冷卻水為江水，其冷卻水溫度取決于自然環(huán)境的溫度。通過選取比較典型的、長期運行穩(wěn)定的負荷工況下，在不同的冷卻水溫度下，凝汽器真空的變化。

通過圖1得出，在150MW負荷下，凝汽器的真空隨冷卻水溫度的降低而升高，冷卻水溫度降低2℃，凝汽器的真空上升0.38kPa；在160MW負荷下，凝汽器的真空隨冷卻水溫度的降低而升高，冷卻水溫度降低2℃，凝汽器的真空上升0.48kPa，循環(huán)水入口溫度的降低均提高了機組的運行效率。對于高負荷而言，循環(huán)水入口溫度的降低對凝汽器真空的影響更顯著。因此在運行過程中，應隨負荷的增加采取措施降低冷卻水進口溫度，并經常性的清洗凝汽器管板、水管內側等部位，加強換熱強度。

2.2 循環(huán)水量對真空的影響

在一定的循環(huán)冷卻水溫度一定的情況下，通過調整循環(huán)水水量大小來維持凝汽器真空在較優(yōu)值，對提高機組的效率具有重要的影響。通過調整循環(huán)水泵的電流，來研究循環(huán)水量大小對真空度的影響。

通過圖2可知，在160MW負荷下，通過變頻調節(jié)循環(huán)水泵出力，即循環(huán)水泵的電流從120A慢慢調節(jié)到130A，凝汽器的真空顯著的提高，由94.8kPa提高到95.6kPa。而在初始增大循環(huán)水泵的出力時，凝汽器真空變化較快，上升的速率較快；而繼續(xù)增大循環(huán)水泵的出力時，凝汽器的真空變化較小，基本處于不變的狀態(tài)，說明此時的循環(huán)水量已經能滿足要求，繼續(xù)增大循環(huán)水泵的出力，只會增加能耗，而對凝汽器真空的增加無益，對機組的效率提升也無益。

2.3 機組負荷對真空的影響

在相同的循環(huán)水入口溫度和循環(huán)水量下，機組的負荷大小對真空的影響較大。通過選取循環(huán)水入口水溫在24℃，循環(huán)水泵的電流在130A，調節(jié)機組的負荷大小，研究對真空的影響。

通過圖3可知，在其他條件不變的情況下，隨著機組負荷的增加，凝汽器的真空是呈線性降低的。通過擬合曲線可知，每增加10MW的負荷，真空平均下降0.3kPa，最大可下降0.45kPa?？梢姍C組的負荷是影響凝汽器真空的關鍵因素，在機組升負荷的過程中，要及時的提高循環(huán)水水量，以保持機組的較優(yōu)的效率，降低機組煤耗。

2.4 系統(tǒng)裝置嚴密性對真空的影響

凝汽器的空氣來源有通過整個循環(huán)系統(tǒng)漏入或鍋爐給水除氧不徹底等原因造成的。通過研究實際的運行參數發(fā)現，以漏入的方式進入凝汽器的量較小，但對系統(tǒng)運行的效率影響較大。主要是因為空氣阻礙蒸汽放熱，使傳熱系數減小，端差增大從而使真空下降。根據實際情況及分析研究，可采用調整汽輪機軸端汽封間隙，減小軸端漏汽量；運行中嚴格控制低壓汽封供汽壓力、溫度，遇到汽封系統(tǒng)運行不正常，應及時進行分析，不可隨意提高汽封供汽壓力、溫度；及時更換泄漏的閥門等方法來降低空氣的漏入量。

3 結 論

由于汽輪機組真空系統(tǒng)設備多，節(jié)點多，導致真空的處理較難。本文針對幾個大的影響因素，通過單一變量控制法，分析了各因素的變化對真空的影響，得出了相應的變化趨勢，為實際的運行調整提供了經驗，主要結論如下：

（1）循冷卻水進水溫度、水量，機組負荷，系統(tǒng)裝置嚴密性等因素均對凝汽器真空有較大的影響，其中機組負荷的變化對凝汽器真空影響最大。

（2）凝汽器的真空隨冷卻水溫度的降低而升高，冷卻水溫度降低2℃，凝汽器的真空上升達0.48kPa，提高了機組的運行效率。冷卻水的進口溫度主要決定于機組所在地的氣候和季節(jié)。冬季冷卻水進口溫度低，真空高；夏季水進口溫度高，真空低，應加強夏季冷卻水進口溫度的預冷卻，以便提高凝汽器真空。

（3）通過變頻調節(jié)循環(huán)水泵出力，即循環(huán)水泵的電流從120A慢慢調節(jié)到130A，凝汽器的真空由94.8kPa提高到95.6kPa。但水泵的出力不是越大越好，通過試驗可知，在一定的負荷下，水泵的出力也是有最佳值的。

（4）隨著機組負荷的增加，凝汽器的真空是呈線性降低的。通過擬合曲線可知，每增加10MW的負荷，真空平均下降0.3kPa，最大可下降0.45kPa。

（5）由于系統(tǒng)的不嚴密性造成空氣漏入凝汽器的幾率較低，但影響較大。運行中嚴格控制低壓汽封供汽壓力、溫度，遇到汽封系統(tǒng)運行不正常，應及時進行分析，調整。

（6）在運行過程中，應隨負荷的增加采取措施降低冷卻水進口溫度、加大循環(huán)水量、控制氣封壓力，并經常性的清洗凝汽器管板、水管內側等部位，加強換熱強度。通過運行試驗，調節(jié)汽輪機的微增出力與循環(huán)水泵耗功之間的聯系，降低廠用電率，提高機組運行經濟性。

參考文獻

[1]靳智平，王毅林.汽輪機原理及系統(tǒng)[M].北京：中國電力出版社，2004.

[2]李 勇，張寶東.330MW機組凝汽器真空低原因分析及處理[J].浙江水利水電學院學報，2017，29（3）：72～75.

[3]李永飛，卞 靜.某電廠凝汽器真空低事件的分析及預控措施[J].電力安全技術，2017（05）：32～34.

[4]苑景凱.影響凝汽器真空的理論分析與真空治理[J].電站系統(tǒng)工程，2017（05）：44～46.

[5]陳小忠，崔國華，黃 寧.凝汽器真空維持系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化及實施[J].儀器儀表用戶，2017（06）：107～111.

[6]王寓文.汽輪機真空下降的危害[J].內蒙古煤炭經濟，2016（23）：140～141.

收稿日期：2018-3-5