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摘 要：凝汽器是火电厂汽轮机重要的设备，其热力性能对汽轮机组经济性影响很大，而凝汽器真空是衡量凝汽器热力性能的主要指标。本文首先分析了凝汽器真空恶化的原因，然后提出了提高真空的主要措施，最后阐述了汽水温度对比和端差分析两种真空分析方法。
关键词：汽轮机；凝汽器；真空；监督管理
0前言
凝汽器的热力性能对汽轮机经济性产生很大的影响，衡量凝汽器热力性能的主要指标是凝汽器真空（压力）、凝结水过冷度和含氧量。凝汽器压力升高或过冷度增加会导致煤耗增加，而凝结水含氧量增加将会使热力系统管道、低压加热器等遭受腐蚀。此外凝汽器真空过低，不仅增大了机组热耗，还会危及机组的安全。在额定负荷条件下，真空度每提高1%，热耗约降低1.05%，因此凝汽器真空是影响机组供电煤耗的主要因素。汽轮机若要经济运行，应使汽轮机保持在最有利的真空度下工作[1]。监督检查时，一般要求考核期闭式循环机组真空度平均值应不低于92%，开式循环机组真空度平均值应不低于94%。
凝汽器真空度与冷却水入口温度、冷却水量、凝汽器清洁度、凝汽器严密性及负荷等指标有关。正常情况下影响凝汽器真空度变化的原因有：负荷变化引起汽轮机排汽量变化、冷却水进水温度变化和冷却水量变化[2]。
1凝汽器真空恶化的原因
凝汽器真空度下降分为急剧下降和缓慢下降。
1.1真空度急剧下降的原因
凝汽器真空度急剧下降又称凝汽器事故性真空破坏，产生急剧下降的原因有：
（1）冷却水泵工作突然失常，冷却水中断。若冷却水泵电动机电流和冷却水泵出口压力到零，可以认为冷却水泵跳闸，此时应立即启动备用冷却水泵。如果冷却水泵出口压力和电动机电流摆动，通常是冷却永泵入口水位过低、滤网堵塞等所致，此时应尽快采取措施，提高水位或清除杂物。
（2）抽气设备工作失常。如抽气设备故障、射水泵入压力低、射水抽气器喷嘴堵塞或损坏、进汽滤网阻塞、射水泵漏空气、抽气器的冷却器疏水失灵，或者是真空泵冷却水温度高、真空泵汽水分离箱水位低，或者是因为射汽抽气器汽侧隔板短路导致冷却器冷却水量不足，或者是因为射水抽气器工作水温过高影响抽气效率等，都会引起凝汽器压力升高[3]。
（3）凝汽器水位升高或满水引起真空下降。水位表指示最大，高水位报警信号灯亮，说明凝汽器满水。凝汽器满水一般是由于凝汽器气管子泄漏严重，大量冷却水进入汽侧，或者是凝结水泵故障停泵，凝结水泵工作失常（如出力不足、入口滤网堵塞等）。此时应立即开大水位调整阀并启动备用凝结水泵，必要时可将凝结水排入地沟，直到水位恢复正常。另外加热器水侧泄漏、水位计或者水位变送器工作不正常等也会引起凝汽器水位升高。
（4）机组真空系统突然发生空气大量渗漏。如汽轮机低压轴封中断或真空系统管道破裂或阀门零件破裂损坏等。如果轴封供汽压力到零或者出现微负压，则说明是轴封压力调节器失灵，或者调节阀阀芯脱落或者汽封系统进水。此时应开启轴封凋节器旁路阀，检查除氧器是否满水（轴封汽源来自除氧器），如果满水，要迅速降低其水位，倒换轴封的备用汽源。
对于上述问题处理不及时，将会迫使机组停运。因而要求运行检修在岗人员做到对每台设备心中有数，迅速发现和消除设备的故障点，确保安全、经济生产。
1.2真空度缓慢下降的原因
（1）老机组的凝汽器在结构上比较落后.管束排列方式不尽合理，使得凝汽器的严密性和整体传热性较差，容易出现真空偏低的情况。
（2）真空系统出现漏点，漏入真空系统的空气量增加。空气量增加一方面直接使真空下降，另一方面降低了凝汽器的传热效果，使真空进一步下降。
（3）凝汽器清潔系数降低，凝汽器清洁系数降低不但引起凝汽器端差增大，而且使冷却水温升减小。
（4）冷却水泵工作不正常，使冷却水流量连续地减少，或是有些机组配备两台冷却水泵，夏季水温高时两台泵运行，其他季节水温低时一台泵运行，冷却水量可能不足。
（5）冷却水进口水温度高，通常发生在夏季，采用循环供水系统更容易产生这种情况。
（6）射水抽气器工作水温升高，射水抽气器工作水温升高的原因一般是由于工业水压力降低或补水阀误关引起的，从而降低抽气器的效率，造成真空缓慢下降。
（7）凝汽器水管或冷却水管入口堵塞，冷却水进水门开度过小或误关，凝汽器二次滤网堵塞，导致冷却水量减少。
（8）凝汽器热负荷增加，凝汽器热负荷是指凝汽器内蒸汽和凝结水传给冷却水的总热量，包括主机和给水泵汽轮机排汽、汽封漏汽、加热器疏水等热量。
（9）机组负荷变化。漏气量随机组负荷的减小而增大，因为在低负荷时，处于真空状态下工作的区域增大，使漏气范围扩大。
2提高真空的主要措施
1.1降低冷却水入口温度
冷却水入口温度是指进入汽轮机凝汽器前的冷却水温度，是关系到汽轮机运行经济性的一个重要小指标。如果冷却塔长期护理不当，会造成冷却塔效率过低，使出塔水温过高，引起真空过低影响热耗。
2.2适当增加冷却水量
当负荷不变时，冷却水温升增大，表明冷却水量不足。温升增大将引起排汽温度升高，真空降低.此时应增加冷却水量，从而降低真空。但是增加冷却水量，水泵的耗电量也同时增加，需要通过试验确定其经济冷却水量。
2.3加强凝汽器的清洗。
通常采用胶球在运行中连续清洗凝汽器法、或运行中停用半组凝汽器轮换清洗法、或停机后用高压射流冲洗机逐根管子清洗等方法，以保持凝汽器钛（铜）管清洁，提高冷却效果。
2.4保持凝汽器的胶球清洗装置经常处于良好状态。
根据冷却水水质情况确定运行方式（如每天通球清洗的次数和时间），保证胶球回收率在95%以上。 2.5维持真空系统严密。
应在停机时对凝汽器喉部以下进行真空系统灌水检漏，消除喉部管道接头、水位计连通接头、凝结水泵轴端密封装置、汽轮机低压轴封等处的漏点。检查清理喷嘴，保证其抽气效率。
2.6查清凝汽器热负荷增加的原因，降低凝汽器热负荷。
降低凝汽器热负荷的途径有：优化疏水系统，合并减少疏水阀门，合理利用有效能，是降低凝汽器热负荷的根本途径；加强疏水阀门的检修和运行管理，减少阀门内漏；提高汽动给水泵组运行效率，减少给水泵再循环阀泄漏量，减小给水泵汽轮机汽耗率等。
3真空分析方法
3.1汽水温度对比法
这种方法简便易行，直观可靠。影响凝汽器运行性能的因素有真空严密性、抽气设备性能、冷却水流量、冷却水温度、冷却管清洁系数等。由于现场条件限制，冷却水流量和冷却管清洁系数不便于在现场测量，所以通过绘制凝汽器汽、水温度变化曲线（即汽水温度对比法）监督凝汽器运行特性不失为一种行之有效的方法。
利用汽水温度对比法，关键是看运行直线段的斜率变化与设计工况比较。如果斜率不变，只是在设计工况直线段基础上平行地上升或下降，则只能说明是由冷却水入口温度或者是凝汽器的蒸汽变化而引起了真空的正常升高或下降，而并非凝汽器本体工作性能缺陷。这时需进一步检查冷却水系统，包括可能影响凝汽器热负荷增加的疏水、排汽状况，采取措施降低凝汽器附加热负荷，改善真空，提高热经济性。
3.2 端差分析法
凝汽器在实际运行中，虽然负荷和冷却水条件都相同，但冬季与夏季相比，往往是冬季的端差要比夏季大。因为冬季冷却水入口温度要比夏季低，凝汽器内真空值升高，真空系统漏气量增大，影响了冷却水管的传热效果，因此传热端差增大。传热端差t的大小决定于凝汽器的构造、管子内外表面的清洁度、冷却水管内冷却水的流量和流速、冷却水入口温度、进入凝汽器的蒸汽流量、真空系统的严密性等[4]。
傳热端差t的变化标志着凝汽器运行状况的好坏。因而端差t可作为判别、分析凝汽器运行状态的依据。凝汽器在运行中端差越小，表明其运行情况越好。
4结语
要想保证汽轮机良好的经济性，凝汽器真空监督管理工作非常重要。本文对真空度恶化原因进行了分析，重点阐述了提高真空度的措施，提出了两种真空分析方法。为运行检修人员迅速发现和解决真空度恶化问题提供了参考，确保电厂安全、经济运行。
参考文献
[1]赵斌，张晓亮，刘玲.汽轮机凝汽器最佳真空的影响因素及确定方法.河南理工大学学报（自然科学版），2007，29（4）：86-89.
[2]高殿波. 影响凝汽器真空的因素分析.内蒙古科技与经济，2011，（21）：116-160.
[3]周兰欣，付文锋，白中华，李富云.抽气器出力不足对凝汽器真空的影响.汽轮机技术，2008， 50（1）：46-48.
[4]郭江龙. 节能技术之一凝汽器端差节能技术监督河北电力技术，2018， 27（4）：35-35.
关键词：汽轮机；凝汽器；真空；监督管理
0前言
凝汽器的热力性能对汽轮机经济性产生很大的影响，衡量凝汽器热力性能的主要指标是凝汽器真空（压力）、凝结水过冷度和含氧量。凝汽器压力升高或过冷度增加会导致煤耗增加，而凝结水含氧量增加将会使热力系统管道、低压加热器等遭受腐蚀。此外凝汽器真空过低，不仅增大了机组热耗，还会危及机组的安全。在额定负荷条件下，真空度每提高1%，热耗约降低1.05%，因此凝汽器真空是影响机组供电煤耗的主要因素。汽轮机若要经济运行，应使汽轮机保持在最有利的真空度下工作[1]。监督检查时，一般要求考核期闭式循环机组真空度平均值应不低于92%，开式循环机组真空度平均值应不低于94%。
凝汽器真空度与冷却水入口温度、冷却水量、凝汽器清洁度、凝汽器严密性及负荷等指标有关。正常情况下影响凝汽器真空度变化的原因有：负荷变化引起汽轮机排汽量变化、冷却水进水温度变化和冷却水量变化[2]。
1凝汽器真空恶化的原因
凝汽器真空度下降分为急剧下降和缓慢下降。
1.1真空度急剧下降的原因
凝汽器真空度急剧下降又称凝汽器事故性真空破坏，产生急剧下降的原因有：
（1）冷却水泵工作突然失常，冷却水中断。若冷却水泵电动机电流和冷却水泵出口压力到零，可以认为冷却水泵跳闸，此时应立即启动备用冷却水泵。如果冷却水泵出口压力和电动机电流摆动，通常是冷却永泵入口水位过低、滤网堵塞等所致，此时应尽快采取措施，提高水位或清除杂物。
（2）抽气设备工作失常。如抽气设备故障、射水泵入压力低、射水抽气器喷嘴堵塞或损坏、进汽滤网阻塞、射水泵漏空气、抽气器的冷却器疏水失灵，或者是真空泵冷却水温度高、真空泵汽水分离箱水位低，或者是因为射汽抽气器汽侧隔板短路导致冷却器冷却水量不足，或者是因为射水抽气器工作水温过高影响抽气效率等，都会引起凝汽器压力升高[3]。
（3）凝汽器水位升高或满水引起真空下降。水位表指示最大，高水位报警信号灯亮，说明凝汽器满水。凝汽器满水一般是由于凝汽器气管子泄漏严重，大量冷却水进入汽侧，或者是凝结水泵故障停泵，凝结水泵工作失常（如出力不足、入口滤网堵塞等）。此时应立即开大水位调整阀并启动备用凝结水泵，必要时可将凝结水排入地沟，直到水位恢复正常。另外加热器水侧泄漏、水位计或者水位变送器工作不正常等也会引起凝汽器水位升高。
（4）机组真空系统突然发生空气大量渗漏。如汽轮机低压轴封中断或真空系统管道破裂或阀门零件破裂损坏等。如果轴封供汽压力到零或者出现微负压，则说明是轴封压力调节器失灵，或者调节阀阀芯脱落或者汽封系统进水。此时应开启轴封凋节器旁路阀，检查除氧器是否满水（轴封汽源来自除氧器），如果满水，要迅速降低其水位，倒换轴封的备用汽源。
对于上述问题处理不及时，将会迫使机组停运。因而要求运行检修在岗人员做到对每台设备心中有数，迅速发现和消除设备的故障点，确保安全、经济生产。
1.2真空度缓慢下降的原因
（1）老机组的凝汽器在结构上比较落后.管束排列方式不尽合理，使得凝汽器的严密性和整体传热性较差，容易出现真空偏低的情况。
（2）真空系统出现漏点，漏入真空系统的空气量增加。空气量增加一方面直接使真空下降，另一方面降低了凝汽器的传热效果，使真空进一步下降。
（3）凝汽器清潔系数降低，凝汽器清洁系数降低不但引起凝汽器端差增大，而且使冷却水温升减小。
（4）冷却水泵工作不正常，使冷却水流量连续地减少，或是有些机组配备两台冷却水泵，夏季水温高时两台泵运行，其他季节水温低时一台泵运行，冷却水量可能不足。
（5）冷却水进口水温度高，通常发生在夏季，采用循环供水系统更容易产生这种情况。
（6）射水抽气器工作水温升高，射水抽气器工作水温升高的原因一般是由于工业水压力降低或补水阀误关引起的，从而降低抽气器的效率，造成真空缓慢下降。
（7）凝汽器水管或冷却水管入口堵塞，冷却水进水门开度过小或误关，凝汽器二次滤网堵塞，导致冷却水量减少。
（8）凝汽器热负荷增加，凝汽器热负荷是指凝汽器内蒸汽和凝结水传给冷却水的总热量，包括主机和给水泵汽轮机排汽、汽封漏汽、加热器疏水等热量。
（9）机组负荷变化。漏气量随机组负荷的减小而增大，因为在低负荷时，处于真空状态下工作的区域增大，使漏气范围扩大。
2提高真空的主要措施
1.1降低冷却水入口温度
冷却水入口温度是指进入汽轮机凝汽器前的冷却水温度，是关系到汽轮机运行经济性的一个重要小指标。如果冷却塔长期护理不当，会造成冷却塔效率过低，使出塔水温过高，引起真空过低影响热耗。
2.2适当增加冷却水量
当负荷不变时，冷却水温升增大，表明冷却水量不足。温升增大将引起排汽温度升高，真空降低.此时应增加冷却水量，从而降低真空。但是增加冷却水量，水泵的耗电量也同时增加，需要通过试验确定其经济冷却水量。
2.3加强凝汽器的清洗。
通常采用胶球在运行中连续清洗凝汽器法、或运行中停用半组凝汽器轮换清洗法、或停机后用高压射流冲洗机逐根管子清洗等方法，以保持凝汽器钛（铜）管清洁，提高冷却效果。
2.4保持凝汽器的胶球清洗装置经常处于良好状态。
根据冷却水水质情况确定运行方式（如每天通球清洗的次数和时间），保证胶球回收率在95%以上。 2.5维持真空系统严密。
应在停机时对凝汽器喉部以下进行真空系统灌水检漏，消除喉部管道接头、水位计连通接头、凝结水泵轴端密封装置、汽轮机低压轴封等处的漏点。检查清理喷嘴，保证其抽气效率。
2.6查清凝汽器热负荷增加的原因，降低凝汽器热负荷。
降低凝汽器热负荷的途径有：优化疏水系统，合并减少疏水阀门，合理利用有效能，是降低凝汽器热负荷的根本途径；加强疏水阀门的检修和运行管理，减少阀门内漏；提高汽动给水泵组运行效率，减少给水泵再循环阀泄漏量，减小给水泵汽轮机汽耗率等。
3真空分析方法
3.1汽水温度对比法
这种方法简便易行，直观可靠。影响凝汽器运行性能的因素有真空严密性、抽气设备性能、冷却水流量、冷却水温度、冷却管清洁系数等。由于现场条件限制，冷却水流量和冷却管清洁系数不便于在现场测量，所以通过绘制凝汽器汽、水温度变化曲线（即汽水温度对比法）监督凝汽器运行特性不失为一种行之有效的方法。
利用汽水温度对比法，关键是看运行直线段的斜率变化与设计工况比较。如果斜率不变，只是在设计工况直线段基础上平行地上升或下降，则只能说明是由冷却水入口温度或者是凝汽器的蒸汽变化而引起了真空的正常升高或下降，而并非凝汽器本体工作性能缺陷。这时需进一步检查冷却水系统，包括可能影响凝汽器热负荷增加的疏水、排汽状况，采取措施降低凝汽器附加热负荷，改善真空，提高热经济性。
3.2 端差分析法
凝汽器在实际运行中，虽然负荷和冷却水条件都相同，但冬季与夏季相比，往往是冬季的端差要比夏季大。因为冬季冷却水入口温度要比夏季低，凝汽器内真空值升高，真空系统漏气量增大，影响了冷却水管的传热效果，因此传热端差增大。传热端差t的大小决定于凝汽器的构造、管子内外表面的清洁度、冷却水管内冷却水的流量和流速、冷却水入口温度、进入凝汽器的蒸汽流量、真空系统的严密性等[4]。
傳热端差t的变化标志着凝汽器运行状况的好坏。因而端差t可作为判别、分析凝汽器运行状态的依据。凝汽器在运行中端差越小，表明其运行情况越好。
4结语
要想保证汽轮机良好的经济性，凝汽器真空监督管理工作非常重要。本文对真空度恶化原因进行了分析，重点阐述了提高真空度的措施，提出了两种真空分析方法。为运行检修人员迅速发现和解决真空度恶化问题提供了参考，确保电厂安全、经济运行。
参考文献
[1]赵斌，张晓亮，刘玲.汽轮机凝汽器最佳真空的影响因素及确定方法.河南理工大学学报（自然科学版），2007，29（4）：86-89.
[2]高殿波. 影响凝汽器真空的因素分析.内蒙古科技与经济，2011，（21）：116-160.
[3]周兰欣，付文锋，白中华，李富云.抽气器出力不足对凝汽器真空的影响.汽轮机技术，2008， 50（1）：46-48.
[4]郭江龙. 节能技术之一凝汽器端差节能技术监督河北电力技术，2018， 27（4）：35-35.