【摘要】机组真空的降低，常归结于循环水温高、凝汽器本身等问题，忽略真空泵冷却器脏堵问题。我公司通过对真空泵冷却器工作液、冷却水进出口测温对比，及时发现脏堵的冷却器并清理，通过清理前后主机真空对比，发现其冷却器运行的正常对机组背压和出力造成很大影响。
【关键词】冷却器 脏堵 真空
1、概述
目前大型汽轮机组，其真空系统设备主要采用水环式真空泵、外置冷却器和抽气器相结合，优点是抽单位干空气量耗能较低。但实际运行中，经常会出现真空泵外置冷却器脏堵，导致冷却器换热下降，造成真空泵工作液温度升高真空泵性能降低，抽气能力下降导致汽轮机低压缸排气压力升高。
2、真空泵系统介绍
真空系统，其作用就是用来建立和维持汽轮机机组的低背压和凝汽器的真空;正常运行时不断地抽出由不同途径漏入汽轮机及凝汽器的不凝结气体。我司二期两台630MW机组，其真空系统设置3台两级水环式真空泵，型号为220EVMA，每台真空泵有一个板式冷却器。机组运行时，在高压和低压凝汽器汽室侧聚集的不凝结气体通过真空泵抽出排至大气，工作流程如下：
真空泵运行时，分离器内水位，通过自动补水阀和溢流管维持在正常的范围，系统通过工作水管使泵与汽水分离器实现水位平衡。同时正常的水位使真空泵水环运行在最佳工况，保证真空泵出力和效率。工作水在离心力的作用下通过冷却器、汽水分离器闭式循环，并对真空泵盘根进行液体密封，在冷却器中，在开式冷却水的冷却下带走泵工作中产生的热量，保持工作水的温度正常。真空泵系统如下：
3、技术分析
3.1机组正常运行时，两台真空泵运行，已能满足抽气需求，在冬季时，由于循环水温降低(不到15℃)，机组真空能达到-96kpa以上，故我厂#3、4机组冬季期间，保持一台真空泵运行，基本能满足抽气量，另两台备用。
真空泵运行参数
序 号名称单位数据备注
1凝汽器最低运行背压下抽吸压力kPa(a)4.4
2最低背压下两台泵并列运行出力kg/h112抽出的干空气量
3两台泵并列运行极限抽吸背压kPa(a)3.0
4两台泵并列运行极限抽吸能力kg/h80对应极限抽吸压力
5冷却器热交换冷却水量kg/h50000单泵
6冷却器热交换器面积/形式m212/管式单泵
7冷却器内介质流向 逆流
8真空泵工作水量kg/h25000单泵
真空泵正常运行时，为保持抽气能力，其密封水必须保持一定的过冷度。如水温升高，则密封水会发生汽化，其极限抽真空值就是该饱和温度对应的饱和压力。当真空泵冷却器内部脏堵，热交换能力下降，密封水(即冷却器出口的工作液)温度升高，导致真空泵局部汽蚀，严重影响抽吸能力，直接影响到主机真空，造成汽轮机出力下降。
3.2 2015年12月20日，#3机组执行真空泵定期切换工作，负荷500MW，将真空泵由3A泵切到3B泵运行时，发现主机真空有所下降，就地检查未发现异常，未找出问题，随后依次将真空泵切至3C、3A泵运行，主机真空在3A真空泵运行最高。经就地测温比较发现3B、3C真空泵工作液温度较3A偏高约5℃(3A泵运行工作液温度17.8℃，3B泵运行工作液温度23.5℃，3C泵运行工作液温度25.4℃，)，判断问题原因是3B、3C真空泵冷却器脏污，冷却效果差，经对3B、3C真空泵冷却器清理后运行对比，主机真空分别提高了0.6kpa、0.8kpa。清理前后参数对比如下:
拆开冷却器后，发现工作水侧明显比冷却水侧脏，如下图：
3.3 冷却器脏堵原因分析。化学取样污物，分析主要成份为四氧化三铁。而工作水侧补水为除盐水，水质远好于冷却水侧的开式水。总结分析为：真空泵正常运行时，盘根处轻微滴水，从凝汽器抽吸来的蒸汽凝结，补充盘根滴水的损耗，多余的凝结水通过汽水分离器溢流管外排。此时的汽水分离器内凝结水含氧量少，从而对设备的腐蚀小，不会产生大量的四氧化三铁。当盘根漏水偏大时，真空泵抽吸蒸汽凝结的水不能维持汽水分离器水位时，汽水分离器间断补进除盐水，除盐水被加热后其中的溶氧析出，使汽水分离器内部的氧量增大，从而造成汽水分离器内部腐蚀，腐蚀产物四氧化三铁随工作水附着在冷却器上，造成冷却器脏污，导致真空泵工作水温度升高性能下降。
四、优化措施
针对真空泵冷却器脏堵，造成机组真空下降，汽轮机出力降低的危害，公司汽机专业制定以下优化方案：
4.1 逐步对每台调整真空泵盘根压紧度。真空泵正常运行时，允许密封出水滴漏，这样对填料起到冷却、润滑的作用 和形成水封，进一步起到密封的作用。调整合适的滴漏速度，分离器除盐水补水量明显减少，从而减少分离器内部含氧腐蚀。
4.2 认真执行真空泵切换定期工作，真空泵启停前后做好主机真空跟踪，发现异常，及时处理。
4.3真空泵启动运行15分钟后，测量冷却器工作液出水温度、冷却器冷却水温度，计算温差，温差超过5℃，判断该冷却器冷却效果不好，需清理，避免经常清理带来较大的工作量。
五、经济效益
5.1 按600MW机组真空1%影响煤耗2g/kwh计算，年发电量30亿度，最终少耗原煤48000吨，节约人民币约150万元。少转循环水泵节约厂用电月10万元，少用煤，节约锅炉磨煤机及钢球损耗和磨耗电量约50万元。
5.2 由于加强对真空泵冷却器的关注，提高了设备的健康指数，并作为机组大、小修期间比检查工作。
5.3 由于机组真空对整个机组的效率影响较大，真空泵冷却器脏堵问题已不可小视，这也要求我们日常工作中，及时发现问题，解决问题，保证设备良好运行，创造出更多的价值。
六、小结
经过两个月的跟踪记录及对冷却效果不好的冷却器清理，同在500MW下，单台真空泵运行时，主机真空维持96.0kpa左右，比之前的95.2kpa提高真空约0.8Kpa.提高了汽轮机的做功效率，机组在节能提效上取得了较好成果。
