火電廠汽輪機真空系統凝氣設備運行優化分析

韓家欣

（晉控電力塔山發電山西有限公司， 山西 大同 037001）

0 引言

火電廠發電過程中，汽輪機是其中關鍵的組成部分之一，而凝汽設備則是汽輪機真空系統中的重要組成部分，因此在凝汽設備運行中，其能夠對火電廠汽輪機運行中的效率產生較好的影響，保證汽輪機在火電廠生產過程中的穩定性。因此需要加強凝汽設備的優化，使其能夠不斷地與現今電力需求達成平衡。

1 凝汽設備運行原理

凝汽設備自身是由凝汽器、凝結水泵、循環水泵以及抽氣設備等部件組成的。在運行過程中，凝汽設備主要是為了提升機組自身運行的效率，因此其主要會針對機組內部的壓力以及氣體進行調節。凝汽設備會排出機組內部的多余空氣，從而提升其燃燒質量與效率。在燃燒過程中，經過冷凝器，蒸汽會受冷凝結成為水珠，此時凝汽設備將機組內部空氣抽出，使其形成真空狀態。蒸汽凝結出的水珠在循環中會再次進入凝汽設備中進行冷卻蒸發，形成蒸汽與冷凝水之間的循環，進而保障汽輪機組自身的熱效率。

2 火電廠汽輪機真空系統凝汽設備故障原因

2.1 真空程度偏低

真空程度偏低是汽輪機常見的一種故障問題，在火電廠機組運行中，汽輪機真空系統凝汽設備運行中需要將蒸汽冷凝成水，并且將該部分水進行循環，傳輸進汽輪機中輔助其提升燃燒效率。在該過程中需要進行真空處理，但是在真空程度不合適的情況下，就會導致凝汽設備中的凝汽器在高溫狀態下出現凝垢的問題，在后續的使用中影響使用效率。

2.2 漏入氧氣過多

凝汽設備會通過自身真空情況下將鍋爐燃燒中產生的蒸汽化為水分來維持火電廠汽輪機的運行。但是在抽真空的過程中，凝汽設備中抽氣器可能會因為自身的質量不高以及操作不當等原因導致凝汽設備內部的氧氣較多，這會導致凝汽設備內部水珠與氧氣之間發生反應，對凝汽設備內部造成腐蝕，影響凝汽設備的實際質量。

2.3 抽氣器排氣壓力不平衡

抽氣器是凝汽設備組成部分中較重要的一部分，其能夠提升真空程度，實現凝汽設備的蒸汽轉換。但是在運行過程中，經常會出現抽氣器排汽壓力不平衡問題，對于凝汽設備自身的穩定性有著一定的影響，需要提升抽氣器的排汽穩定性。

2.4 凝汽管道布置不合理

凝汽管道的布置對于最終凝汽設備的運行效果來說有著重要的影響，現今部分凝汽管道的布置以及運行出現較大的問題，部分管道的進出口之間相互交錯，導致蒸汽轉換的效率大大下降，蒸汽與冷凝水的質量以及轉換效率受到較大的影響，因此需要針對凝汽管道的布置格局進行合理規劃。

2.5 熱力循環效率不高

熱力循環是凝汽設備運行中的重要數值變化，其代表著凝汽設備凝汽以及水汽傳輸過程中的效率。但是在實際的熱力循環中，由于凝汽設備自身的運行問題，會在過程中產生蒸汽熱量損失的情況。因此為了控制好凝汽設備的熱力循環效率，降低其熱量損失的總量，需要盡可能完善凝汽設備中熱力循環的穩定性以及合理性，保障凝汽設備運行中熱力循環的效率。

3 火電廠汽輪機真空系統凝汽設備運行優化分析

3.1 真空偏低檢修

真空偏低是汽輪機運行過程中的常見問題，也是會對汽輪機自身運行質量產生嚴重影響的故障原因之一。因此在發生真空偏低故障時，需要針對汽輪機自身的凝汽設備進行全面檢查，以保證其在運行中的性能穩定。在維持過程中，需要最先針對凝汽設備自身的氣密性進行檢查，如果凝汽設備自身的氣密性不足，就會導致氣體出現泄漏，進而難以保持凝汽設備內部的高真空狀態。工作人員可以使用水檢的方法來對凝汽設備的氣密性進行檢測，通過漏水情況來確認其自身氣密性能情況[1]。如果發現漏水，需要及時鎖定并且補好漏點，以保證凝汽設備在運行過程中的氣密性。除此之外，如果在氣密性檢查中并未發現漏水的情況，就說明凝汽設備自身出現結垢的情況，結垢部位一般情況下是在凝汽器上。針對該種情況，工作人員可以將凝汽器取下，對其中的結垢情況進行了解。在處理結垢問題時，工作人員需要使用化學試劑進行調和，以保證除垢的效果。其可以使用酸性緩蝕劑以及酮緩釋劑進行調配，將凝汽器放入調配實際中進行浸泡，等到化學試劑的顏色變化之后將其取出，為自身配備好防護套裝之后將其進行手動清洗，之后放在清水下沖洗。該過程中至少需要循環兩遍，并且每次都需要檢測凝汽器的酸堿度，直到酸堿度呈現出平衡狀態為止[2]。

3.2 清除氧氣

凝汽設備中氧氣剩余較多會對凝汽設備自身的運行效率以及性能造成一定的影響。因此在氧氣較多的情況下，需要相關人員針對該種情況設定一定的凝汽設備真空程度數值。在正常情況下，為了保持火電廠凝汽設備的正常運行，將其真空程度保持在60%即可。因此相關人員可以根據此數值進行凝汽設備的控制，進而保障其自身的運行穩定性。相關人員還可以數值來確認凝汽設備自身的穩定性，當真空程度的數值與60%的數值相差較大時，人員需要對凝汽設備的真空情況進行檢查，手動排出氧氣。在該過程中，工作人員可以使用鼓泡除氧設備來對氧氣進行清除，一般情況下，在凝汽設備運行的初期階段，其自身的負荷較小，并且抽真空的效果不佳，很可能出現真空程度數值不足的情況。在該種情況下，就可以使用除氧設備來對凝汽設備進行除氧操作，將真空數值提升到合適的范圍內，進而保障凝汽設備的正常運行。

3.3 抽氣器檢查

抽氣器是凝汽設備中關鍵的組成部分，其是能夠保證凝汽設備自身內部真空狀態的重要部件，但是在使用過程中，抽氣器自身的故障會導致真空狀態出現變動，進而導致火電廠的運行出現問題，因此需要針對抽氣器自身的變化情況進行全面調整。大部分火電廠汽輪機真空系統凝汽設備的抽氣器使用的是射水抽氣器，該種抽氣器主要是通過將水流高壓射出，進而對凝汽設備內部進行真空抽取。在該過程中，抽氣器噴嘴會將高壓水流噴射出去，其水流的壓力數值大小對于整體的真空狀態有著直接的影響[3]。因此工作人員在抽氣器運行過程中，需要針對其水流壓力的情況進行測試，盡可能保證抽氣器自身的壓力穩定性，以此來維持凝汽設備內部的真空穩定性。具體穩定性如表1 所示。

表1 抽氣器噴水壓力與真空壓力

除此之外，抽氣器還可以與凝汽設備內部的不凝結氣體之間進行交換，將內部的氣體完整地排出，進而實現自身真空性能。

3.4 合理布置安排管道

凝汽管道是蒸汽以及冷凝水主要的循環管道，其結構安排對于凝汽設備的性能來說有著重要的影響作用。比較合理的排列方式就是將凝汽管道在中間集中，在兩側疏松著排列，這種排列方式能夠讓凝汽設備在運行過程中對于鍋爐燃燒中的蒸汽進行較好收集，降低氣體的流動速度，進而提升冷凝水的收集效率。同時，其還可以針對蒸汽進出口的設置進行改動，主要將蒸汽進出口管道放置在凝汽設備的兩側，讓蒸汽進出過程中不會產生交錯。因為部分管道排列不合理，就會導致蒸汽在進出過程中出現相互交叉的情況，這會導致蒸汽與冷凝水之間分別出現多余損失，導致凝汽設備的運行出現問題，最終對汽輪機的運行起到不良的影響作用。因此在凝汽設備的運行過程中，需要將管道分開兩側進行布置，中間集中的管道作為主要的蒸汽與冷凝水交換場所。該種合理布局可以在凝汽設備的運行過程中起到良好的促進作用，進而保障凝汽設備自身的穩定性。

3.5 調節熱力循環

熱力循環是凝汽設備運行中對于火電廠汽輪機影響較大的一個因素，在熱力循環的過程中，其可以針對凝汽設備起到良好的影響作用，并且與凝汽設備自身的運行參數有著一定的關系。在正常情況下，凝汽設備自身的排氣效率以及真空狀態與熱力循環的效率有著緊密聯系，真空狀態越高，排氣量越少，就代表著最終的熱力循環過程中損失的熱量越少。因此在實際凝汽設備的優化過程中，需要就能源利用率方面進行全面提升。在該過程中，在理想狀態下，汽輪機自身的熱力循環與排汽壓力之間的關系是最緊密的。在汽輪機凝汽設備的排汽壓力為0.01 MPa 時，其自身的熱力循環效率為47.3%；而在凝汽設備排汽壓力降低的過程中，其自身的熱力循環效率也會逐漸上升，具體情況如表2 所示。

表2 熱力循環與排汽壓力變化

因此根據表2 所示結果，得知兩種因素之間能夠呈現出線性關系，需要工作人員降低排汽壓力，以提升凝汽設備的熱力循環效率，從而降低能源浪費量，提升能源利用效率。

4 結語

火電廠發電過程中汽輪機能夠起到重要的作用，但是其中凝汽設備的運行能夠為其提供重要的性能，因此在實際的凝汽設備運行過程中，需要加強凝汽設備的優化與完善，針對其中的故障可能性進行維修以及消除，盡可能保證凝汽設備的穩定運行，進而促進火電廠電力生產的發展。