榆林职业技术学院神木校区
2011级毕业设计（论文）
运行中的汽轮机真空下降原因及分析
年 级: 11级热电班
学 号: 11040113
姓 名: 李佳伟
专 业: 电厂热能动力装置
指导老师: 姜艳则
二零一四年二月
院 系 电力工程系 专 业 电厂热能动力装置 年 级 11级热电 姓 名 李佳伟
指导教师
评 语 全文以运行中的汽轮机真空下降原因及分析为题，重点探讨分析内在
问题及原因，然后针对汽轮机组真空度下降的处理及预防提出一些具有可操作性的对策。全文选题新颖，具有很强的研究性。全文结构符合要求，逻辑结构严谨，思路清晰，观点鲜明，分析具有较强的说服力。论证方法合理，从多个方面来了论证，更增
加了论证的可靠性。能综合运用汽轮机专业知识来分析，但不足之处主要是语言不是很精炼。
题 目 《运行中的汽轮机真空下降原因及分析》
指导教师 (签章)
评 阅 人
评 语
评 阅 人 (签章)
成 绩
答辩委员会主任 (签章)
年 月 日
毕 业 设 计 任 务 书
班 级 11级热电 学生姓名 李佳伟 学 号 11040113 专 业 电厂热能动力装置 发题日期：2013 年 12 月 日 完成日期：2014 年 2 月 23 日
题 目 《运行中的汽轮机真空下降原因及分析》 题目类型： 理论研究
一、 设计任务
在现代大型电站凝汽式汽轮机组的热力循环中，凝汽设备起着冷源的作用，其主
要任务是将汽轮机排汽凝结成水并在汽轮机排汽口建立与维持一定的真空度。根据汽
轮机工作原理，凝汽器的真空度对汽轮机装置的效率、功率有重大影响，真空系统不
严密，存在较小漏点时，不凝结的汽体从外部漏人处于真空状态的部位，最后泄漏到
凝汽器中，过多的不凝结气体滞留在凝汽器中影响传热，使真空异常下降，这类真空
下降的特点是下降速度缓慢，而且真空下降到某一定值后，即保持稳定不再下降，这说明漏汽量和抽气量达到平衡。真空系统不严密漏气量增多时，表现的主要现象是：汽轮机排气温度与凝汽器出口循环水温的差值增大、凝结水过冷却度增大。此时应立即查找漏气原因和漏气点并予以消除。因此凝汽器的工作效能直接影响到整个汽轮机组的热经济性。
二、 具体工作内容
前期着手收集有关电厂资料，围绕本论文题目充分的了解汽机系统及原理，挖
掘机组真空下降的本质原因，积极的寻找机组真空下降的解决办法及预防措施。
三、 应交出的设计文件及实物（包括设计论文、论文字数、图纸规格、数量，外
文翻译字数，程序清单或磁盘、实验装置或产品等）
论文一篇、图纸一张（见附录2）、图纸规格A4
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四、 指导教师提供的设计资料
1. 汽轮机事故处理办法
2. 真空下降处理办法
3. 火电厂概述
五、 要求学生搜集的技术资料（指出搜集资料的技术领域）
汽轮机运行中事故处理办法的资料及真空下降的处理资料
六、 设计进度安排
第一部分 确定论文题目, 写论文大纲, 搜集资料 （4 周） 第二部分 整理资料, 编写论文 （6 周） 第三部分 修改格式, 进一步完善论文并交于老师审核 （2 周） 评阅及答辩 制作ppt, 准备答辩 （1 周）
指导教师： 年 月 日
系主任审查意见：
审 批 人： 年 月 日
注：设计任务书审查合格后，发到学生手上。
榆林职业技术学院神木校区 2012年制
榆林职业技术学院神木校区毕业设计（论文）
目 录
摘 要 ............................................................................................................................... 3
ABSTRACT ............................................................................................................................... 4
第1章 绪 论 ..................................................................................................................... 5
1.1 本论文的背景和意义 ............................................................................................ 5
1.2 本论文的主要方法和研究进展 ........................................................................... 5
1.3 本论文的主要内容 ............................................................................................... 5
1.4 本论文的结构安排 ............................................................................................... 6
第二章 概述 ......................................................................................................................... 7
2.1 火电厂概述 . ............................................................................................................. 7
2.1.1基本原理 ...................................................................................................... 7
2.2 汽轮机系统概述 . .................................................................................................... 7
2.2.1汽轮机本体 .................................................................................................. 7
2.2.2 汽机主要系统 ............................................................................................. 8
2.2.3 汽机主要设备 ............................................................................................. 8
2.3 凝汽设备概述 . ........................................................................................................ 9
2.3.1凝汽器 .......................................................................................................... 9
2.3.2循环水泵 .................................................................................................... 10
2.3.3 凝结水泵 ................................................................................................... 10
2.3.4 抽气器 ....................................................................................................... 11
第3章 汽轮机真空下降的原因 ....................................................................................... 12
3.1真空下降的主要特征 ........................................................................................... 12
3.2 真空下降的主要原因 . .......................................................................................... 12
3.2.1冷却水中断 ................................................................................................ 12
3.2.2冷却水量不足 ............................................................................................ 12
3.2.3凝汽器水位过高 ........................................................................................ 13
3.2.4轴封送汽调整不当 .................................................................................... 13
3.2.5真空系统不严密 ........................................................................................ 13
3.2.6抽气器工作不正常 .................................................................................... 14
3.2.7凝汽器冷却面结垢或腐蚀，传热恶化 .................................................... 15
3.2.8凝汽器热负荷过高 .................................................................................... 15
3.2.9虹吸破坏 .................................................................................................... 15
第4章 汽轮机组真空度下降的处理及预防措施 ........................................................... 16
4.1汽轮机组真空度下降的处理 ............................................................................... 16
4.1.1 真空急剧下降的原因和处理 ................................................................... 16
4.1.2 真空缓慢下降的原因和处理 ................................................................... 17
4.2 汽轮机组真空度下降的预防措施 由文献[10]可知 . .......................................... 17
结 论 ............................................................................................................................. 20
参考文献 ............................................................................................................................. 22
附 录 1 本人所在实习单位真空下降处理办法 ........................................................... 23
附 录 2 凝汽设备及汽封系统图 ................................................................................... 25
摘 要
在现代大型电站凝汽式汽轮机组的热力循环中，凝汽设备起着冷源的作用，其主要任务是将汽轮机排汽凝结成水并在汽轮机排汽口建立与维持一定的真空度。以凝汽器为核心，内连汽轮机低压缸，外连循环水系统，构成了电站热力系统“冷端”。 [1]
根据汽轮机工作原理，凝汽器的真空度对汽轮机装置的效率、功率有重大影响。汽轮机的真空下降会使汽轮机的可用热焓降减少，除了经济性降低，汽轮机出力也会降低；排汽缸及轴承座等部件受热膨胀引起动静中心改变，汽轮机产生振动；排汽温度过高，可能会引起凝汽器的铜管胀口松弛，破坏凝汽器的严密性；使轴向推力明显增加；真空下降使排汽容积流量减小，产生涡流及漩流，同时产生较大的激振力，易使未级叶片损坏；而凝汽器真空度又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。因此凝汽器的工作效能直接影响到整个汽轮机组的热经济性。
关键词：凝汽器； 真空； 分析
Abstract
In the modern large-scale power station of condensing steam turbine thermodynamic cycle, condensing equipment to play the role of a cold source, its main task is to steam turbine exhaust steam condenses into water and in steam turbine exhaust steam mouth establish and maintain a certain vacuum degree.Condenser as the core, even within the turbine low pressure cylinder, outer circulating water system, constitute the power plant thermal system "cold end".According to the working principle of steam turbine, condenser vacuum, power has a significant impact on the efficiency of steam turbine unit, vacuum system is not tight, the existence of minor funnelled, non condensable gas leakage from outside person in the vacuum state, eventually leak to the condenser, too much not condense gas retention affect the heat transfer in the condenser, the vacuum abnormal drop, this kind of the characteristics of the vacuum reduction is falling slowly, and vacuum after falling to a certain value, the stable no longer drop, this suggests that the steam leakage quantity and swept volume equilibrium.Imprecise vacuum system air leakage increased, the performance is the main phenomenon: steam turbine exhaust temperature and export condenser circulating water temperature difference, water cooling degree increase.At this time should immediately find leakage reason and leak point and eliminated.So the condenser's performance is directly affect the thermal efficiency of steam turbine unit.
Keywords: condenser-heat transfer；vacuum ；analyze
第1章 绪 论
1.1 本论文的背景和意义
在现代大型电站凝汽式汽轮机组的热力循环中，凝汽设备起着冷源的作用，其主要任务是将汽轮机排汽凝结成水并在汽轮机排汽口建立与维持一定的真空度。以凝汽器为核心，内连汽轮机低压缸，外连循环水系统，构成了电站热力系统“冷端”。 [1]根据汽轮机工作原理，凝汽器的真空度对汽轮机装置的效率、功率有重大影响，真空系统不严密，存在较小漏点时，不凝结的汽体从外部漏人处于真空状态的部位，最后泄漏到凝汽器中，过多的不凝结气体滞留在凝汽器中影响传热，使真空异常下降，这类真空下降的特点是下降速度缓慢，而且真空下降到某一定值后，即保持稳定不再下降，这说明漏汽量和抽气量达到平衡。真空系统不严密漏气量增多时，表现的主要现象是：汽轮机排气温度与凝汽器出口循环水温的差值增大、凝结水过冷却度增大。此时应立即查找漏气原因和漏气点并予以消除。因此凝汽器的工作效能直接影响到整个汽轮机组的热经济性。
1.2 本论文的主要方法和研究进展
本文采用论述的方法来进行研究。
1.3 本论文的主要内容
本论文从机组运行中表象入手，一层一层的深入分析，同时也介绍了火电厂中各系统及设备的简单介绍，从而全方位的论证。
1.4 本论文的结构安排
本文由概述、汽轮机真空下降的原因、汽轮机组真空度下降的处理及预防措施、结论等章节组成，详细的论述了运行中的汽轮机真空下降原因及分析。 其中概述中包含了：
1. 火电厂概述、汽轮机系统概述、凝汽设备概述。
汽轮机真空下降的原因中包括：
2. 真空下降的主要特征、真空下降的主要原因。
汽轮机组真空度下降的处理及预防措施中包括：
3. 汽轮机组真空度下降的处理、汽轮机组真空度下降的预防措施。 最后为结论、参考文献、附录。
第二章 概述
2.1 火电厂概述
火力发电厂是利用化石燃料燃烧释放的热能发电的动力设施，包括燃料燃烧释热和热能电能转换以及电能输出的所有设备、装置、仪表器件，以及为此目的设置在特定场所的建筑物、构筑物和所有有关生产和生活的附属设施。主要有蒸汽动力发电厂、燃气轮机发电厂、内燃机发电厂几种类型。[8]
2.1.1基本原理
2.1.1.1电磁感应理论
1. 任何变化的电场都要在其周围空间产生磁场，任何变化的磁场都要在
其周围空间产生电场。[8]
2.1.1.2 热力学第一定律
2. 热可以变为功，功也可以变为热，消耗一定热量时，必产生相当数量
的功，消耗一定量的功时，必出现相应数量的热。[8]
2.1.1.2 热力学第二定律
3. 高温物体的热能可以自动传递给低温物体，而低温物体的热能却不能
自动地传递给高温物体。机械能可以自动转化为热能，而热能却不能
自动转化为机械能。[8]
2.2 汽轮机系统概述
2.2.1汽轮机本体
汽轮机本体是完成蒸汽热能转换为机械能的汽轮机组的基本部分，即汽轮机本
身。它与回热加热系统、调节保安系统、油系统、凝汽系统以及其他辅助设备共同组成汽轮机组。汽轮机本体由固定部分（静子）和转动部分（转子）组成。固定部分包括汽缸、隔板、喷嘴、汽封、紧固件和轴承等。转动部分包括主轴、叶轮或轮鼓、叶片和联轴器等。固定部分的喷嘴、隔板与转动部分的叶轮、叶片组成蒸汽热能转换为机械能的通流部分。汽缸是约束高压蒸汽不得外泄的外壳。汽轮机本体还设有汽封系统。[8]
2.2.2 汽机主要系统
1. 主蒸汽系统：吹动汽轮机旋转，带动发电机做功，是发电厂主要的做
功介质通过的系统。
2. 再热蒸汽系统：辅助主蒸汽系统做功，提高机组热效率。
3. 回热抽汽系统：尽量减少进入凝汽器的无用能量，提高机组热效率。
4. 轴封系统：防止汽轮机内部高压蒸汽向外泄露，保证汽轮机效率，保
持真空系统严密性。
5. 真空系统：维持汽轮机的低背压和凝汽器真空。
6. 凝结水系统：将凝结水输送到除氧器，完成加热、除氧、化学处理和
剔除杂质。
7. 给水系统：提高给水压力，加热后为锅炉提供给水。
8. 主机油系统：包括润滑油系统、顶轴油系统、调节、保安系统。
9. 汽轮机调节、保安系统：协调各系统同步地按照要求进行工作。
10. 润滑油系统：为汽轮机提供润滑、冷却用油。
11. 发电机冷却系统和密封系统：冷却系统的功能是冷却发电机，带走发
电机工作时的热量。密封系统的功能是密封冷却介质的外泄。
12. 工业水系统：提供冷却介质。冷却各种辅助设备。
13. 其它系统：压缩空气系统、旁路系统、减温水系统、精处理系统、胶
球系统等。
2.2.3 汽机主要设备
1. 汽轮机：汽轮机是一种将蒸汽的热势能转换成机械能的旋转原动机。
分冲动式和反动式汽轮机。[9]
2. 给水泵：将除氧水箱的凝结水通过给水泵提高压力，经过高压加热器
加热后，输送到锅炉省煤器入口，作为锅炉主给水。[9]
3. 高低压加热器：利用汽轮机抽汽，对给水、凝结水进行加热，其目的
是提高整个热力系统经济性。[9]
4. 除氧器：除去锅炉给水中的各种气体，主要是水中的游离氧。[9]
5. 凝汽器：使汽轮机排汽口形成最佳真空，使工质膨胀到最低压力，尽
可能多地将蒸汽热能转换为机械能，将乏汽凝结成水。[9]
6. 凝结泵：将凝汽器的凝结水通过各级低压加热器补充到除氧器。[9]
7. 油系统设备：主要设备包括主油箱、主油泵、交直流油泵、冷油器、
油净化装置等。[9]
2.3 凝汽设备概述
凝气设备主要由凝汽器、循环水泵、凝结水泵、抽气器等组成。
2.3.1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。
图1表面式凝汽器结构示意图 [7]
2.3.2循环水泵
循环水泵的作用是连续不断地向凝汽器及其他冷却器（空冷器、冷油器）等提供一定压力和流量的冷却水，以保证它们工作需要。[8]
2.3.3 凝结水泵
凝结水泵的作用是将凝汽器中的凝结水连续不断地输送出去，送至除氧器作为锅炉给水，以达到回收工质的作用。[8]
2.3.4 抽气器
抽气器的任务是将漏入凝汽器内的空气和少量不凝结的蒸汽连续不断抽出，在运行中维持凝汽器真空；在启机前建立启动真空。因此抽气器运行状态的好坏对机组的安全性和经济型起着很大的作用。[8]
第3章 汽轮机真空下降的原因
3.1真空下降的主要特征
在汽轮机组的正常运行中我们可以通过各种仪表、数据来了解和分析汽轮机凝汽器的真空度好坏情况。一般汽轮机凝汽器真空度下降的主要特征有：
（1）真空表指示降低；
（2）排汽温度升高；
（3）凝结水过冷度增加；
（4）凝汽器端差增大；
（5）机组出现振动；
3.2 真空下降的主要原因
3.2.1冷却水中断
运行中出现凝汽器真空变为0，同时汽轮机排汽温度急骤升高，凝汽器循环水进口失压的情况，表明冷却水供给中断，这时应立即紧急停机，关闭循环水进水阀，在凝汽器温度降至＜50℃后方可向凝汽器供循环水。
3.2.2冷却水量不足
在一定负荷下，循环水进、出口温差增大，凝汽器真空缓慢降低，大多是冷却水量不足引起的，尤其在夏季，由于循环水进口温度升高，有的机组既使增大冷却水量亦不能维持要求的真空，这种情况下应限制机组负荷，减小汽轮机排汽量，以恢复正常真空。凝汽器部分冷却水管堵塞或循
环水泵运转不正常均会引起冷却水量不足，若是前者循环水进、出口差必然增大。
3.2.3凝汽器水位过高
凝汽器中凝结水液面超出热井水位计上限，淹没部分冷却水管时，由于凝汽器汽侧冷却面积减少而使真空缓慢下降，严重时，如水位升高凝结水进入抽气管，则真空迅速下降，抽气器排汽管冒水。水位过高的另一个危害是使凝结水过冷度增加。造成水位过高的原因主要有：
3.2.3.1 凝结水泵故障：泵或电机工作不正常，造成不能将凝结水正常抽出，故障部位可从泵出口压力或电机电流的变化作出判断；
3.2.3.2冷却水管破裂或管子与管板结合不严密，循环水漏入凝汽器汽侧，从凝结水水质化验可从出判断；
3.2.3.3凝结水管路再循阀开度过大；
3.2.3.4备用凝结水泵出口逆止阀关不严，凝结水从备用泵倒回到凝汽器。
3.2.4轴封送汽调整不当
轴封送汽压力过低，大量空气从汽轮后汽封吸入引起真空快速下降。
3.2.5真空系统不严密
真空系统不严密，漏入凝汽器气侧的空气量增多，抽气器超负荷工作引起真空下降。真空下降时，短时间关闭抽气器的空气门（＜1 分钟），若抽气器真空升高而凝汽器真空继续下降，则表明真空降低是由漏入空气量增加所致。负荷降低时真空下降，负荷升高时真空又恢复正常，一般真空降低是由与低压缸连接管道的接合面漏气引起的。真空系统可能发生漏气的地方很多，诸如排汽缸与接管法兰，接管焊口，排汽安全阀，疏水器，
阀门、接头等，查找缺陷不仅需熟悉系统，而且还需细致和耐心，在查明原因后及时正确处理。由文献[2，3～6]可知
3.2.6抽气器工作不正常
抽气器的任务是将漏入凝汽器内的空气和蒸汽中所含的不凝汽气体连续不断地抽出，保持凝汽器始终在高度真空下运行。抽气器运行状况的优劣，影响着凝汽器内真空度的大小，对机组的安全，经济运行起着重要的作用。
3.2.6.1 抽气器工作蒸汽参数偏离正常值，使抽气器效率降低；
3.2.6.2 冷却器冷却水量不足，被抽出蒸汽、空气混合物中的蒸汽不能充分
凝结，抽气器排气管有大量蒸汽冒出；
3.2.6.3 冷却器疏水不畅通或冷却器水管破裂，冷却器满水，如第二级冷却
器满水，则排气管有汽水混合物排出；
3.2.6.4 疏水器故障或疏水阀关闭不严使空气漏入抽气器；
3.2.6.5 抽气器喷嘴与扩散器距离调整不当，使抽气性能下降，这种缺陷在
试运行时会发现并应予以消除，一般正常运行时不再进行调整；
3.2.6.6 抽气器蒸汽滤网或喷嘴堵塞。抽气器进汽管路吹扫不彻底，杂物随
蒸汽冲入抽气器，封堵蒸汽滤网，甚至损坏滤网引起喷嘴堵塞，这种情况不仅在试运行过程出现，而且在运行机组中也时有发生。滤网或喷嘴堵塞时，抽气器真空下跌，冷却器温度显著降低，抽气器声响异常（蒸汽喷射声响降低甚至消失，第二级抽气器堵塞时，排汽管发出吸气声）。机组运行中发现真空下降，必要时起动备用抽气器，在查明真空下降是因主抽气器工作不正常引起且不能在运行情况下排除时，停下有故障的抽气器进行检修。由文献[2，3～6]可知
3.2.7凝汽器冷却面结垢或腐蚀，传热恶化
当凝汽器内铜管脏污结垢时，将影响凝汽器的热交换，使凝汽器端差增大，排汽温度上升，此时凝汽器内水阻增大，冷却通流量减小，冷却水出入口温差也随之增加，造成真空下降。凝结器冷却面结垢对真空的影响是逐步积累和增强的，因此判断凝汽器冷却面是否结垢，应与冷却面洁净时的运行数据比较。凝汽器冷却面结垢的主要原因是循环水水质不良，在铜管内壁沉积了一层软质的有机垢或结成硬质的无机垢，严重地降低了铜管的传热能力，并减少了铜管的通流面积。当结垢过多，真空过低时，就必须停机进行清洗。一般情况下，采用酸洗后机组真空会明显改善。由文献[2，3～6]可知
3.2.8凝汽器热负荷过高
由于机组主蒸汽管自动主汽门前、调节汽门前疏水，低压加热器疏水以及抽汽逆止阀等多处疏水，均接入凝汽器，增加了凝汽器换热强度，当循环冷却水量一定或不足时，就会导致凝汽器真空度下降。改进的方法是将以上疏水系统加分流管道及阀门或直接接至电厂的疏水扩容器或疏水箱，以降低凝汽器的热负荷。由文献[2，3～6]可知
3.2.9虹吸破坏
虹吸被破坏时凝汽器进水压力升高，出水压力到零。在相同负荷和 进水温度下，凝汽器出水温度升高，排汽温度升高，真空下降。此时应关闭出水门，开启出水侧空气门，观察真空变化，排完空气后调整出水门，真空应回升。（注意：两侧不能同时进行） 如循环水泵启动或转换，管内带有空气，应将凝汽器水侧排空气门开启，排完空气后关闭。如凝汽器水室，出水管等处有不严的现象，应在短时间内消除。由文献[2，3～6]可知
第4章 汽轮机组真空度下降的处理及预防措施
4.1汽轮机组真空度下降的处理
4.1.1 真空急剧下降的原因和处理
4.1.1.1 循环水中断：
循环水中断的故障可以从循环泵的工作情况判断。若循环泵电机电流和水泵出口压力到零，即可确认为循环泵跳闸，此时应立即启动备用循环泵。若强合跳闸泵，应检查泵是否倒转；若倒转，严禁强合，以免电机过载和断轴。如无备用泵，则应迅速将负荷降到零，打闸停机。 循环水泵出口压力、电机电流摆动，通常是循环水泵吸入口水位过低、网滤堵塞等所致，此时应尽快采取措施，提高水位或清降杂物。 如果循环水泵出口压力、电机电流大幅度降低，则可能是循环水泵本身故障引起。 如果循环泵在运行中出口误关，或备用泵出口门误门，造成循环水倒流，也会造成真空急剧下降。
4.1.1.2 射水抽气器工作失常：
如果发现射水泵出口压力，电机电流同时到零，说明射水泵跳闸；如射水泵压力．电流下降，说明泵本身故障或水池水位过低。发生以上情况时，均应启动备用射水磁和射水抽气器，水位过低时应补水至正常水位。
4.1.1.3 凝汽器满水：
凝汽器在短时间内满水，一般是凝汽器铜管泄漏严重，大量循环水进入汽侧或凝结水泵故障所致。处理方法是立即开大水位调节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。 铜管泄漏还表现为凝结水硬度增加。这时应停止泄漏的凝汽器，严重时则要停机。 如果凝结水泵故障，可以从出口压力和电流来判断。
4.1.1.4 轴封供汽中断：
如果轴封供汽压力到零或出现微负压，说明轴封供汽中断，其原因可能是轴封压力调整节器失灵，调节阀阀芯脱落或汽封系统进水。此时应开启轴封调节器的旁路阀门，检查除氧器是否满水(轴封供汽来自除氧器
时) 。如果满水，迅速降低其水位，倒换轴封的备用汽源。
4.1.2 真空缓慢下降的原因和处理
4.1.2.1 循环水量不足：
循环水量不足表现在同一负荷下，凝汽器循环水进出口温差增大，其
原因可能是凝汽器进入杂物而堵塞。对于装有胶球清洗装置的一机组，应
进行反冲洗。对于凝汽器出口管有虹吸的机组，应检查虹吸是否破坏，其
现象是：凝汽器出口侧真空到零，同时凝汽器入口压力增加。出现上述情
况时，应使用循环水系统的辅助抽气器，恢复出口处的真空，必要时可增
加进入凝汽器的循环水量。 凝汽器出人口温差增加，还可能是由于循环
水出口管积存空气或者是铜管结垢严重。此时应开启出口管放空气阀，排
除空气或投入胶球清洗装置进行清洗，必要时在停机后用高压水进行冲
洗。
4.1.2.2凝汽器水位升高：
导致凝汽器水位升高可能是凝结水泵入口汽化或者凝汽器铜管破裂
漏入循环水等。凝结水泵入口汽化可以通过凝结水泵电流的减小来判断，
当确认是由于此原因造成凝汽器水位升高时，应检查水泵入口侧兰盘根是
否不严，漏入空气。 凝汽器铜管破裂可通过检验凝结水硬度加以判断。
4.1.2.3射水抽气器工作水温升高：
工作水温升高，使抽气室压力升高，降低了抽气器的效率。当发现水
温升高时，应开启工业水补水，降低工作水温度。
4.1.2.4真空系统漏人空气：
真空系统是否漏入空气，可通过严密性试验来检查。此外，空气漏入
真空系统，还表现为凝结水过冷度增加，并且凝汽器端差增大。真空系统
庞大，与真空有关的设备系统分散复杂，真空下降事故至今仍在汽轮机事
故中占相当大比重，需要时刻做好真空下降预防工作。
4.2 汽轮机组真空度下降的预防措施 由文献[10]可知
真空系统庞大，与真空有关的设备系统分散复杂，真空下降事故至今
仍在汽轮机事故中占相当大比重，需要时刻做好真空下降预防工作。
4.2.1
4.2.2加强对循环水供水设备的维护工作，确保循环水供水设备的正常运行。对冷却水流量和流速进行合理调整 提高抽气器工作性能，加强对凝结水泵及射水泵、射水泵抽气器、真空
泵等空气抽出设备的维护工作，确保其正常运行，抽气器切换要严防误
操作。
4.2.3轴封供汽压力自动、凝汽器水位自动要可靠投用，调整门动作要可靠，
并加强对凝汽器水位和轴封汽压力的监视。维持轴封系统及水封的正常
工作；维持好轴封加热器的正常水位；调整汽轮机轴端汽封间隙，减小
轴端漏汽量；严格控制低压汽封供汽压力、温度，遇到汽封系统运行不
正常，应及时进行分析，负压部位管道设计时，应充分考虑膨胀问题；
应尽量避免剧烈工况出现；及时更换泄漏的阀门等方面改进真空的严密
性；提高抽气器效率。
4.2.4
4.2.5
4.2.6对凝汽器的汽水、水封设备的运行加强监视分析，防止水封设备损坏或水封头失水漏空气。 汽水系统化学补充水接至凝汽器。补充水温度低，吸收排汽热量可降低凝汽器温度。 坚持定期进行汽轮机真空严密性试验，监视真空系统严密程度。若结果
不合格时，应对汽轮机真空系统进行查漏，堵漏。目前检漏方式有卤素
检漏法、超声波检漏法、真空灌水法和氦质谱检漏法，其中氦质谱检漏
法是目前汽轮机真空系统检漏的先进方法。
4.2.7
4.2.8低真空保护装置应投入运行，整定值应符合设计要求，不得任意改变报警、停机的整定值。 在运行中若凝结水水质不合格，但硬度又不高，可能是由于管板胀口不
严有轻微的泄漏所致。这时，若停运凝汽器，不易找出泄漏处。可以考
虑的应急做法是在循环水泵吸入口水中加适量的锯木屑。木屑进入水室
中，在泄漏处受到真空的作用会将“针孔”堵塞，可使水硬度维持在合
格范围内。
4.2.9保持凝汽器管壁和水侧的清洁度，减轻汽器铜管结垢，目前最有效的方
法是胶球清洗。可以考虑加装凝汽器铜管杀菌灭藻装置，防止微生物在
铜管内壁蔓延。我厂就加装了超声波杀菌除垢装置。
4.2.10 提高凝汽器胶球自动清洗装置的投入率。
4.2.11 可以考虑定期进行凝汽器铜管硫酸亚铁补膜工作。
4.2.12 加强运行管理，对下列各参数定时记录，以便分析比较：凝汽器的真
空，排汽温度，凝结水的水质、温度，循环水进出口水温、压力，凝
汽器热井水位，循环水泵电流值等。
4.2.13 检查冷却塔性能，加强运行维护，调整到最佳工况运行。
结 论
影响汽轮机冷端性能的原因最终会反映为真空下降，对汽轮机真空偏低的原因进行分析，寻找提高真空的措施进而改善汽轮机冷端性能。
汽轮机组真空系统比较庞大，真空问题的治理也较困难。本文从主要影响真空的系统及设备做了研究整理叙述，得到以下结论：
⏹ 进行真空严密性检漏，及时消除漏空现象。目前检漏方式有卤素检漏
法、超声波检漏法、真空灌水法和氦质谱检漏法，其中氦质谱检漏法
是目前汽轮机真空系统检漏的先进方法。
⏹ 从维持轴封系统及水封的正常工作；维持好轴封加热器的正常水位；
调整汽轮机轴端汽封间隙，减小轴端漏汽量；严格控制低压汽封供汽
压力、温度，遇到汽封系统运行不正常，应及时进行分析，负压部位
管道设计时，应充分考虑膨胀问题；应尽量避免剧烈工况出现；及时
更换泄漏的阀门等方面改进真空的严密性；提高抽气器效率。
⏹ 保持凝汽器管壁和水侧的清洁度，减轻汽器铜管结垢，目前最有效的
方法是胶球清洗。
⏹ 冷却水流量和流速的合理调整。
⏹ 检查冷却塔热力性能，加强运行维护，调整到最佳工况运行。
当然，本人理论水平有限，纯属个人观点，不是绝对的原因、象征与处理方法，不可避免的存在一些问题和不足，还需要大家在工作过程中予以批评指正，不断地总结和完善这方面的知识！因为随着电厂设备的老化，新的原因、象征也会产生，这就需要我们大家在工作的过程中，不断地总结和提高这方面的知识与技能，及时发现问题，及时查明原因，采取措施予以解决
在实际生产中，应当坚持“以设备治理为基础、通过运行方式的调整来克服季节因素带来的不利影响”的原则，坚持以科学理论分析为依据、紧密结合生产实际、合理组织、统筹安排。要对设备系统全面分析、深入研究、逐步排查，找出影响系统性能的关键因素，在确保安全的前提下争取最大的经济效益。
致 谢
大学三年学习时光已经接近尾声，在此我想对我的母校，我的父母、亲人们，我的老师和同学们表达我由衷的谢意。
感谢我的家人对我大学三年学习的默默支持；感谢我的母校榆林（神木）职业技术学院给了我在大学三年深造的机会，让我能继续学习和提高；感谢学院的老师和同学们三年来的关心和鼓励。老师们课堂上的激情洋溢，课堂下的谆谆教诲；同学们在学习中的认真热情，生活上的热心主动，所有这些都让我的三年充满了感动。这次毕业论文设计我得到了很多老师和同学的帮助，其中我的论文指导老师姜艳则老师对我的关心和支持尤为重要。每次遇到难题，我最先做的就是向姜老师寻求帮助，姜老师平日里工作繁多，但我做毕业设计的每个阶段，从选题到查阅资料，论文提纲的确定，中期论文的修改，后期论文格式调整等各个环节中都给予了我悉心的指导。这几个月以来，姜老师在学业上给我以精心指导，在此谨向姜老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。
同时，本篇毕业论文的写作也得到了鱼福军、冯鑫同学和我实习单位的郝小宝师傅的热情帮助。感谢在整个毕业设计期间和我密切合作的同学，和曾经在各个方面给予过我帮助的伙伴们，在此，我再一次真诚地向帮助过我的老师、同学还有我的师傅表示感谢！
参考文献
[1] 刘爱忠. 《汽轮机设备及运行》. 中国电力出版社.2003．
[2] 邹玉波. 《凝汽轮机真空下降的原因分析及预防》. 2004.
[3] 韩中和. 《火电厂汽机设备及运行》. 中国电力出版社. 2002
[4] 王加璇，姚文达. 《电厂热力设备及运行》. 中国电力出版. 2004
[5] 王国清. 《汽轮机设备运行技术问答》. 中国电力出版设 2004
[6] 靳智平，王毅林. 《 汽轮机原理及系统》. 中国电力出版社. 2004.
[7] 杨建华. 《循环硫化床锅炉设备及运行》. 中国电力出版社.2010
[8] 郑体宽. 《热力发电厂》. 中国电力出版社. 2008.
[9] 周强泰. 《锅炉原理》. 中国电力出版社. 2009.
[10] 电力行业职业技能鉴定指导中心. 《汽轮机辅机检修（第二版）》. 中国电力出版
社. 2012.
附 录 1 本人所在实习单位真空下降处理办法 1.1真空下降时应首先检查轴封压力
1.2真空下降较快时应及时减负荷，尽量减少真空下降速度。
1.3真空降低对负荷限制规定：
真空与负荷关系表：
1.4真空下降时，允许机组暂时维持当时真空对应允许的负荷运行，尽快检查、消除引起真空下降的缺陷。
1.5特别注意监视轴瓦振动、推力瓦钨金温度、轴移、调速级压力、轴封压力等。 1.6排汽缸温度不超过规定最高极限值， 即：带负荷不超过65℃，空负荷不超过120℃。
1.7检查分析和寻找真空下降的原因应从以下方面着手：
真空下降原因：
1.7.1轴封供汽压力低或中断。
1.7.2 抽气器故障。
1.7.3凝结水箱满水或凝结水泵故障。
1.7.4真空系统不严密漏空气。
1.7.5 负荷增加或蒸汽参数降低。
1.7.6风机停转子（风机故障）
1.7.7散热面阻塞
1.7.8抽气故障
1.7.9厂用电中断
1.8 发现真空降低时应检查分析，对照排汽温度，并根据以上各种原因作出相应处理。
1.8.1 轴封供汽中断或汽量减少影响真空，尤其发生在降负荷过程中，应及时调整均压箱压力。
1.8.2 由于抽气器故障引起真空下降应迅速启动备用水泵。
1.8.3 凝结水箱水位升高影响真空时。
⏹ 检查凝泵运行情况是否正常，如凝泵电流、压力、流量摆动说明凝泵进口处
漏空气，应启动备用凝泵停故障泵并找原因。
⏹ 如凝泵发出不正常噪声，同时出口压力降低，流量摆动，应倒换备用凝泵运
行并查找原因。
1.8.4 由于真空系统泄漏引起真空下降的一般原因：
⏹ 真空破坏门误开，或关不严或水封无水及向空排汽门漏空气。
⏹ 真空系统阀门盘根不严密。
附 录 2 凝汽设备及汽封系统图
榆林职业技术学院神木校区
2011级毕业设计（论文）
运行中的汽轮机真空下降原因及分析
年 级: 11级热电班
学 号: 11040113
姓 名: 李佳伟
专 业: 电厂热能动力装置
指导老师: 姜艳则
二零一四年二月
院 系 电力工程系 专 业 电厂热能动力装置 年 级 11级热电 姓 名 李佳伟
指导教师
评 语 全文以运行中的汽轮机真空下降原因及分析为题，重点探讨分析内在
问题及原因，然后针对汽轮机组真空度下降的处理及预防提出一些具有可操作性的对策。全文选题新颖，具有很强的研究性。全文结构符合要求，逻辑结构严谨，思路清晰，观点鲜明，分析具有较强的说服力。论证方法合理，从多个方面来了论证，更增
加了论证的可靠性。能综合运用汽轮机专业知识来分析，但不足之处主要是语言不是很精炼。
题 目 《运行中的汽轮机真空下降原因及分析》
指导教师 (签章)
评 阅 人
评 语
评 阅 人 (签章)
成 绩
答辩委员会主任 (签章)
年 月 日
毕 业 设 计 任 务 书
班 级 11级热电 学生姓名 李佳伟 学 号 11040113 专 业 电厂热能动力装置 发题日期：2013 年 12 月 日 完成日期：2014 年 2 月 23 日
题 目 《运行中的汽轮机真空下降原因及分析》 题目类型： 理论研究
一、 设计任务
在现代大型电站凝汽式汽轮机组的热力循环中，凝汽设备起着冷源的作用，其主
要任务是将汽轮机排汽凝结成水并在汽轮机排汽口建立与维持一定的真空度。根据汽
轮机工作原理，凝汽器的真空度对汽轮机装置的效率、功率有重大影响，真空系统不
严密，存在较小漏点时，不凝结的汽体从外部漏人处于真空状态的部位，最后泄漏到
凝汽器中，过多的不凝结气体滞留在凝汽器中影响传热，使真空异常下降，这类真空
下降的特点是下降速度缓慢，而且真空下降到某一定值后，即保持稳定不再下降，这说明漏汽量和抽气量达到平衡。真空系统不严密漏气量增多时，表现的主要现象是：汽轮机排气温度与凝汽器出口循环水温的差值增大、凝结水过冷却度增大。此时应立即查找漏气原因和漏气点并予以消除。因此凝汽器的工作效能直接影响到整个汽轮机组的热经济性。
二、 具体工作内容
前期着手收集有关电厂资料，围绕本论文题目充分的了解汽机系统及原理，挖
掘机组真空下降的本质原因，积极的寻找机组真空下降的解决办法及预防措施。
三、 应交出的设计文件及实物（包括设计论文、论文字数、图纸规格、数量，外
文翻译字数，程序清单或磁盘、实验装置或产品等）
论文一篇、图纸一张（见附录2）、图纸规格A4
榆林职业技术学院神木校区毕业设计（论文）
四、 指导教师提供的设计资料
1. 汽轮机事故处理办法
2. 真空下降处理办法
3. 火电厂概述
五、 要求学生搜集的技术资料（指出搜集资料的技术领域）
汽轮机运行中事故处理办法的资料及真空下降的处理资料
六、 设计进度安排
第一部分 确定论文题目, 写论文大纲, 搜集资料 （4 周） 第二部分 整理资料, 编写论文 （6 周） 第三部分 修改格式, 进一步完善论文并交于老师审核 （2 周） 评阅及答辩 制作ppt, 准备答辩 （1 周）
指导教师： 年 月 日
系主任审查意见：
审 批 人： 年 月 日
注：设计任务书审查合格后，发到学生手上。
榆林职业技术学院神木校区 2012年制
榆林职业技术学院神木校区毕业设计（论文）
目 录
摘 要 ............................................................................................................................... 3
ABSTRACT ............................................................................................................................... 4
第1章 绪 论 ..................................................................................................................... 5
1.1 本论文的背景和意义 ............................................................................................ 5
1.2 本论文的主要方法和研究进展 ........................................................................... 5
1.3 本论文的主要内容 ............................................................................................... 5
1.4 本论文的结构安排 ............................................................................................... 6
第二章 概述 ......................................................................................................................... 7
2.1 火电厂概述 . ............................................................................................................. 7
2.1.1基本原理 ...................................................................................................... 7
2.2 汽轮机系统概述 . .................................................................................................... 7
2.2.1汽轮机本体 .................................................................................................. 7
2.2.2 汽机主要系统 ............................................................................................. 8
2.2.3 汽机主要设备 ............................................................................................. 8
2.3 凝汽设备概述 . ........................................................................................................ 9
2.3.1凝汽器 .......................................................................................................... 9
2.3.2循环水泵 .................................................................................................... 10
2.3.3 凝结水泵 ................................................................................................... 10
2.3.4 抽气器 ....................................................................................................... 11
第3章 汽轮机真空下降的原因 ....................................................................................... 12
3.1真空下降的主要特征 ........................................................................................... 12
3.2 真空下降的主要原因 . .......................................................................................... 12
3.2.1冷却水中断 ................................................................................................ 12
3.2.2冷却水量不足 ............................................................................................ 12
3.2.3凝汽器水位过高 ........................................................................................ 13
3.2.4轴封送汽调整不当 .................................................................................... 13
3.2.5真空系统不严密 ........................................................................................ 13
3.2.6抽气器工作不正常 .................................................................................... 14
3.2.7凝汽器冷却面结垢或腐蚀，传热恶化 .................................................... 15
3.2.8凝汽器热负荷过高 .................................................................................... 15
3.2.9虹吸破坏 .................................................................................................... 15
第4章 汽轮机组真空度下降的处理及预防措施 ........................................................... 16
4.1汽轮机组真空度下降的处理 ............................................................................... 16
4.1.1 真空急剧下降的原因和处理 ................................................................... 16
4.1.2 真空缓慢下降的原因和处理 ................................................................... 17
4.2 汽轮机组真空度下降的预防措施 由文献[10]可知 . .......................................... 17
结 论 ............................................................................................................................. 20
参考文献 ............................................................................................................................. 22
附 录 1 本人所在实习单位真空下降处理办法 ........................................................... 23
附 录 2 凝汽设备及汽封系统图 ................................................................................... 25
摘 要
在现代大型电站凝汽式汽轮机组的热力循环中，凝汽设备起着冷源的作用，其主要任务是将汽轮机排汽凝结成水并在汽轮机排汽口建立与维持一定的真空度。以凝汽器为核心，内连汽轮机低压缸，外连循环水系统，构成了电站热力系统“冷端”。 [1]
根据汽轮机工作原理，凝汽器的真空度对汽轮机装置的效率、功率有重大影响。汽轮机的真空下降会使汽轮机的可用热焓降减少，除了经济性降低，汽轮机出力也会降低；排汽缸及轴承座等部件受热膨胀引起动静中心改变，汽轮机产生振动；排汽温度过高，可能会引起凝汽器的铜管胀口松弛，破坏凝汽器的严密性；使轴向推力明显增加；真空下降使排汽容积流量减小，产生涡流及漩流，同时产生较大的激振力，易使未级叶片损坏；而凝汽器真空度又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。因此凝汽器的工作效能直接影响到整个汽轮机组的热经济性。
关键词：凝汽器； 真空； 分析
Abstract
In the modern large-scale power station of condensing steam turbine thermodynamic cycle, condensing equipment to play the role of a cold source, its main task is to steam turbine exhaust steam condenses into water and in steam turbine exhaust steam mouth establish and maintain a certain vacuum degree.Condenser as the core, even within the turbine low pressure cylinder, outer circulating water system, constitute the power plant thermal system "cold end".According to the working principle of steam turbine, condenser vacuum, power has a significant impact on the efficiency of steam turbine unit, vacuum system is not tight, the existence of minor funnelled, non condensable gas leakage from outside person in the vacuum state, eventually leak to the condenser, too much not condense gas retention affect the heat transfer in the condenser, the vacuum abnormal drop, this kind of the characteristics of the vacuum reduction is falling slowly, and vacuum after falling to a certain value, the stable no longer drop, this suggests that the steam leakage quantity and swept volume equilibrium.Imprecise vacuum system air leakage increased, the performance is the main phenomenon: steam turbine exhaust temperature and export condenser circulating water temperature difference, water cooling degree increase.At this time should immediately find leakage reason and leak point and eliminated.So the condenser's performance is directly affect the thermal efficiency of steam turbine unit.
Keywords: condenser-heat transfer；vacuum ；analyze
第1章 绪 论
1.1 本论文的背景和意义
在现代大型电站凝汽式汽轮机组的热力循环中，凝汽设备起着冷源的作用，其主要任务是将汽轮机排汽凝结成水并在汽轮机排汽口建立与维持一定的真空度。以凝汽器为核心，内连汽轮机低压缸，外连循环水系统，构成了电站热力系统“冷端”。 [1]根据汽轮机工作原理，凝汽器的真空度对汽轮机装置的效率、功率有重大影响，真空系统不严密，存在较小漏点时，不凝结的汽体从外部漏人处于真空状态的部位，最后泄漏到凝汽器中，过多的不凝结气体滞留在凝汽器中影响传热，使真空异常下降，这类真空下降的特点是下降速度缓慢，而且真空下降到某一定值后，即保持稳定不再下降，这说明漏汽量和抽气量达到平衡。真空系统不严密漏气量增多时，表现的主要现象是：汽轮机排气温度与凝汽器出口循环水温的差值增大、凝结水过冷却度增大。此时应立即查找漏气原因和漏气点并予以消除。因此凝汽器的工作效能直接影响到整个汽轮机组的热经济性。
1.2 本论文的主要方法和研究进展
本文采用论述的方法来进行研究。
1.3 本论文的主要内容
本论文从机组运行中表象入手，一层一层的深入分析，同时也介绍了火电厂中各系统及设备的简单介绍，从而全方位的论证。
1.4 本论文的结构安排
本文由概述、汽轮机真空下降的原因、汽轮机组真空度下降的处理及预防措施、结论等章节组成，详细的论述了运行中的汽轮机真空下降原因及分析。 其中概述中包含了：
1. 火电厂概述、汽轮机系统概述、凝汽设备概述。
汽轮机真空下降的原因中包括：
2. 真空下降的主要特征、真空下降的主要原因。
汽轮机组真空度下降的处理及预防措施中包括：
3. 汽轮机组真空度下降的处理、汽轮机组真空度下降的预防措施。 最后为结论、参考文献、附录。
第二章 概述
2.1 火电厂概述
火力发电厂是利用化石燃料燃烧释放的热能发电的动力设施，包括燃料燃烧释热和热能电能转换以及电能输出的所有设备、装置、仪表器件，以及为此目的设置在特定场所的建筑物、构筑物和所有有关生产和生活的附属设施。主要有蒸汽动力发电厂、燃气轮机发电厂、内燃机发电厂几种类型。[8]
2.1.1基本原理
2.1.1.1电磁感应理论
1. 任何变化的电场都要在其周围空间产生磁场，任何变化的磁场都要在
其周围空间产生电场。[8]
2.1.1.2 热力学第一定律
2. 热可以变为功，功也可以变为热，消耗一定热量时，必产生相当数量
的功，消耗一定量的功时，必出现相应数量的热。[8]
2.1.1.2 热力学第二定律
3. 高温物体的热能可以自动传递给低温物体，而低温物体的热能却不能
自动地传递给高温物体。机械能可以自动转化为热能，而热能却不能
自动转化为机械能。[8]
2.2 汽轮机系统概述
2.2.1汽轮机本体
汽轮机本体是完成蒸汽热能转换为机械能的汽轮机组的基本部分，即汽轮机本
身。它与回热加热系统、调节保安系统、油系统、凝汽系统以及其他辅助设备共同组成汽轮机组。汽轮机本体由固定部分（静子）和转动部分（转子）组成。固定部分包括汽缸、隔板、喷嘴、汽封、紧固件和轴承等。转动部分包括主轴、叶轮或轮鼓、叶片和联轴器等。固定部分的喷嘴、隔板与转动部分的叶轮、叶片组成蒸汽热能转换为机械能的通流部分。汽缸是约束高压蒸汽不得外泄的外壳。汽轮机本体还设有汽封系统。[8]
2.2.2 汽机主要系统
1. 主蒸汽系统：吹动汽轮机旋转，带动发电机做功，是发电厂主要的做
功介质通过的系统。
2. 再热蒸汽系统：辅助主蒸汽系统做功，提高机组热效率。
3. 回热抽汽系统：尽量减少进入凝汽器的无用能量，提高机组热效率。
4. 轴封系统：防止汽轮机内部高压蒸汽向外泄露，保证汽轮机效率，保
持真空系统严密性。
5. 真空系统：维持汽轮机的低背压和凝汽器真空。
6. 凝结水系统：将凝结水输送到除氧器，完成加热、除氧、化学处理和
剔除杂质。
7. 给水系统：提高给水压力，加热后为锅炉提供给水。
8. 主机油系统：包括润滑油系统、顶轴油系统、调节、保安系统。
9. 汽轮机调节、保安系统：协调各系统同步地按照要求进行工作。
10. 润滑油系统：为汽轮机提供润滑、冷却用油。
11. 发电机冷却系统和密封系统：冷却系统的功能是冷却发电机，带走发
电机工作时的热量。密封系统的功能是密封冷却介质的外泄。
12. 工业水系统：提供冷却介质。冷却各种辅助设备。
13. 其它系统：压缩空气系统、旁路系统、减温水系统、精处理系统、胶
球系统等。
2.2.3 汽机主要设备
1. 汽轮机：汽轮机是一种将蒸汽的热势能转换成机械能的旋转原动机。
分冲动式和反动式汽轮机。[9]
2. 给水泵：将除氧水箱的凝结水通过给水泵提高压力，经过高压加热器
加热后，输送到锅炉省煤器入口，作为锅炉主给水。[9]
3. 高低压加热器：利用汽轮机抽汽，对给水、凝结水进行加热，其目的
是提高整个热力系统经济性。[9]
4. 除氧器：除去锅炉给水中的各种气体，主要是水中的游离氧。[9]
5. 凝汽器：使汽轮机排汽口形成最佳真空，使工质膨胀到最低压力，尽
可能多地将蒸汽热能转换为机械能，将乏汽凝结成水。[9]
6. 凝结泵：将凝汽器的凝结水通过各级低压加热器补充到除氧器。[9]
7. 油系统设备：主要设备包括主油箱、主油泵、交直流油泵、冷油器、
油净化装置等。[9]
2.3 凝汽设备概述
凝气设备主要由凝汽器、循环水泵、凝结水泵、抽气器等组成。
2.3.1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。
图1表面式凝汽器结构示意图 [7]
2.3.2循环水泵
循环水泵的作用是连续不断地向凝汽器及其他冷却器（空冷器、冷油器）等提供一定压力和流量的冷却水，以保证它们工作需要。[8]
2.3.3 凝结水泵
凝结水泵的作用是将凝汽器中的凝结水连续不断地输送出去，送至除氧器作为锅炉给水，以达到回收工质的作用。[8]
2.3.4 抽气器
抽气器的任务是将漏入凝汽器内的空气和少量不凝结的蒸汽连续不断抽出，在运行中维持凝汽器真空；在启机前建立启动真空。因此抽气器运行状态的好坏对机组的安全性和经济型起着很大的作用。[8]
第3章 汽轮机真空下降的原因
3.1真空下降的主要特征
在汽轮机组的正常运行中我们可以通过各种仪表、数据来了解和分析汽轮机凝汽器的真空度好坏情况。一般汽轮机凝汽器真空度下降的主要特征有：
（1）真空表指示降低；
（2）排汽温度升高；
（3）凝结水过冷度增加；
（4）凝汽器端差增大；
（5）机组出现振动；
3.2 真空下降的主要原因
3.2.1冷却水中断
运行中出现凝汽器真空变为0，同时汽轮机排汽温度急骤升高，凝汽器循环水进口失压的情况，表明冷却水供给中断，这时应立即紧急停机，关闭循环水进水阀，在凝汽器温度降至＜50℃后方可向凝汽器供循环水。
3.2.2冷却水量不足
在一定负荷下，循环水进、出口温差增大，凝汽器真空缓慢降低，大多是冷却水量不足引起的，尤其在夏季，由于循环水进口温度升高，有的机组既使增大冷却水量亦不能维持要求的真空，这种情况下应限制机组负荷，减小汽轮机排汽量，以恢复正常真空。凝汽器部分冷却水管堵塞或循
环水泵运转不正常均会引起冷却水量不足，若是前者循环水进、出口差必然增大。
3.2.3凝汽器水位过高
凝汽器中凝结水液面超出热井水位计上限，淹没部分冷却水管时，由于凝汽器汽侧冷却面积减少而使真空缓慢下降，严重时，如水位升高凝结水进入抽气管，则真空迅速下降，抽气器排汽管冒水。水位过高的另一个危害是使凝结水过冷度增加。造成水位过高的原因主要有：
3.2.3.1 凝结水泵故障：泵或电机工作不正常，造成不能将凝结水正常抽出，故障部位可从泵出口压力或电机电流的变化作出判断；
3.2.3.2冷却水管破裂或管子与管板结合不严密，循环水漏入凝汽器汽侧，从凝结水水质化验可从出判断；
3.2.3.3凝结水管路再循阀开度过大；
3.2.3.4备用凝结水泵出口逆止阀关不严，凝结水从备用泵倒回到凝汽器。
3.2.4轴封送汽调整不当
轴封送汽压力过低，大量空气从汽轮后汽封吸入引起真空快速下降。
3.2.5真空系统不严密
真空系统不严密，漏入凝汽器气侧的空气量增多，抽气器超负荷工作引起真空下降。真空下降时，短时间关闭抽气器的空气门（＜1 分钟），若抽气器真空升高而凝汽器真空继续下降，则表明真空降低是由漏入空气量增加所致。负荷降低时真空下降，负荷升高时真空又恢复正常，一般真空降低是由与低压缸连接管道的接合面漏气引起的。真空系统可能发生漏气的地方很多，诸如排汽缸与接管法兰，接管焊口，排汽安全阀，疏水器，
阀门、接头等，查找缺陷不仅需熟悉系统，而且还需细致和耐心，在查明原因后及时正确处理。由文献[2，3～6]可知
3.2.6抽气器工作不正常
抽气器的任务是将漏入凝汽器内的空气和蒸汽中所含的不凝汽气体连续不断地抽出，保持凝汽器始终在高度真空下运行。抽气器运行状况的优劣，影响着凝汽器内真空度的大小，对机组的安全，经济运行起着重要的作用。
3.2.6.1 抽气器工作蒸汽参数偏离正常值，使抽气器效率降低；
3.2.6.2 冷却器冷却水量不足，被抽出蒸汽、空气混合物中的蒸汽不能充分
凝结，抽气器排气管有大量蒸汽冒出；
3.2.6.3 冷却器疏水不畅通或冷却器水管破裂，冷却器满水，如第二级冷却
器满水，则排气管有汽水混合物排出；
3.2.6.4 疏水器故障或疏水阀关闭不严使空气漏入抽气器；
3.2.6.5 抽气器喷嘴与扩散器距离调整不当，使抽气性能下降，这种缺陷在
试运行时会发现并应予以消除，一般正常运行时不再进行调整；
3.2.6.6 抽气器蒸汽滤网或喷嘴堵塞。抽气器进汽管路吹扫不彻底，杂物随
蒸汽冲入抽气器，封堵蒸汽滤网，甚至损坏滤网引起喷嘴堵塞，这种情况不仅在试运行过程出现，而且在运行机组中也时有发生。滤网或喷嘴堵塞时，抽气器真空下跌，冷却器温度显著降低，抽气器声响异常（蒸汽喷射声响降低甚至消失，第二级抽气器堵塞时，排汽管发出吸气声）。机组运行中发现真空下降，必要时起动备用抽气器，在查明真空下降是因主抽气器工作不正常引起且不能在运行情况下排除时，停下有故障的抽气器进行检修。由文献[2，3～6]可知
3.2.7凝汽器冷却面结垢或腐蚀，传热恶化
当凝汽器内铜管脏污结垢时，将影响凝汽器的热交换，使凝汽器端差增大，排汽温度上升，此时凝汽器内水阻增大，冷却通流量减小，冷却水出入口温差也随之增加，造成真空下降。凝结器冷却面结垢对真空的影响是逐步积累和增强的，因此判断凝汽器冷却面是否结垢，应与冷却面洁净时的运行数据比较。凝汽器冷却面结垢的主要原因是循环水水质不良，在铜管内壁沉积了一层软质的有机垢或结成硬质的无机垢，严重地降低了铜管的传热能力，并减少了铜管的通流面积。当结垢过多，真空过低时，就必须停机进行清洗。一般情况下，采用酸洗后机组真空会明显改善。由文献[2，3～6]可知
3.2.8凝汽器热负荷过高
由于机组主蒸汽管自动主汽门前、调节汽门前疏水，低压加热器疏水以及抽汽逆止阀等多处疏水，均接入凝汽器，增加了凝汽器换热强度，当循环冷却水量一定或不足时，就会导致凝汽器真空度下降。改进的方法是将以上疏水系统加分流管道及阀门或直接接至电厂的疏水扩容器或疏水箱，以降低凝汽器的热负荷。由文献[2，3～6]可知
3.2.9虹吸破坏
虹吸被破坏时凝汽器进水压力升高，出水压力到零。在相同负荷和 进水温度下，凝汽器出水温度升高，排汽温度升高，真空下降。此时应关闭出水门，开启出水侧空气门，观察真空变化，排完空气后调整出水门，真空应回升。（注意：两侧不能同时进行） 如循环水泵启动或转换，管内带有空气，应将凝汽器水侧排空气门开启，排完空气后关闭。如凝汽器水室，出水管等处有不严的现象，应在短时间内消除。由文献[2，3～6]可知
第4章 汽轮机组真空度下降的处理及预防措施
4.1汽轮机组真空度下降的处理
4.1.1 真空急剧下降的原因和处理
4.1.1.1 循环水中断：
循环水中断的故障可以从循环泵的工作情况判断。若循环泵电机电流和水泵出口压力到零，即可确认为循环泵跳闸，此时应立即启动备用循环泵。若强合跳闸泵，应检查泵是否倒转；若倒转，严禁强合，以免电机过载和断轴。如无备用泵，则应迅速将负荷降到零，打闸停机。 循环水泵出口压力、电机电流摆动，通常是循环水泵吸入口水位过低、网滤堵塞等所致，此时应尽快采取措施，提高水位或清降杂物。 如果循环水泵出口压力、电机电流大幅度降低，则可能是循环水泵本身故障引起。 如果循环泵在运行中出口误关，或备用泵出口门误门，造成循环水倒流，也会造成真空急剧下降。
4.1.1.2 射水抽气器工作失常：
如果发现射水泵出口压力，电机电流同时到零，说明射水泵跳闸；如射水泵压力．电流下降，说明泵本身故障或水池水位过低。发生以上情况时，均应启动备用射水磁和射水抽气器，水位过低时应补水至正常水位。
4.1.1.3 凝汽器满水：
凝汽器在短时间内满水，一般是凝汽器铜管泄漏严重，大量循环水进入汽侧或凝结水泵故障所致。处理方法是立即开大水位调节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。 铜管泄漏还表现为凝结水硬度增加。这时应停止泄漏的凝汽器，严重时则要停机。 如果凝结水泵故障，可以从出口压力和电流来判断。
4.1.1.4 轴封供汽中断：
如果轴封供汽压力到零或出现微负压，说明轴封供汽中断，其原因可能是轴封压力调整节器失灵，调节阀阀芯脱落或汽封系统进水。此时应开启轴封调节器的旁路阀门，检查除氧器是否满水(轴封供汽来自除氧器
时) 。如果满水，迅速降低其水位，倒换轴封的备用汽源。
4.1.2 真空缓慢下降的原因和处理
4.1.2.1 循环水量不足：
循环水量不足表现在同一负荷下，凝汽器循环水进出口温差增大，其
原因可能是凝汽器进入杂物而堵塞。对于装有胶球清洗装置的一机组，应
进行反冲洗。对于凝汽器出口管有虹吸的机组，应检查虹吸是否破坏，其
现象是：凝汽器出口侧真空到零，同时凝汽器入口压力增加。出现上述情
况时，应使用循环水系统的辅助抽气器，恢复出口处的真空，必要时可增
加进入凝汽器的循环水量。 凝汽器出人口温差增加，还可能是由于循环
水出口管积存空气或者是铜管结垢严重。此时应开启出口管放空气阀，排
除空气或投入胶球清洗装置进行清洗，必要时在停机后用高压水进行冲
洗。
4.1.2.2凝汽器水位升高：
导致凝汽器水位升高可能是凝结水泵入口汽化或者凝汽器铜管破裂
漏入循环水等。凝结水泵入口汽化可以通过凝结水泵电流的减小来判断，
当确认是由于此原因造成凝汽器水位升高时，应检查水泵入口侧兰盘根是
否不严，漏入空气。 凝汽器铜管破裂可通过检验凝结水硬度加以判断。
4.1.2.3射水抽气器工作水温升高：
工作水温升高，使抽气室压力升高，降低了抽气器的效率。当发现水
温升高时，应开启工业水补水，降低工作水温度。
4.1.2.4真空系统漏人空气：
真空系统是否漏入空气，可通过严密性试验来检查。此外，空气漏入
真空系统，还表现为凝结水过冷度增加，并且凝汽器端差增大。真空系统
庞大，与真空有关的设备系统分散复杂，真空下降事故至今仍在汽轮机事
故中占相当大比重，需要时刻做好真空下降预防工作。
4.2 汽轮机组真空度下降的预防措施 由文献[10]可知
真空系统庞大，与真空有关的设备系统分散复杂，真空下降事故至今
仍在汽轮机事故中占相当大比重，需要时刻做好真空下降预防工作。
4.2.1
4.2.2加强对循环水供水设备的维护工作，确保循环水供水设备的正常运行。对冷却水流量和流速进行合理调整 提高抽气器工作性能，加强对凝结水泵及射水泵、射水泵抽气器、真空
泵等空气抽出设备的维护工作，确保其正常运行，抽气器切换要严防误
操作。
4.2.3轴封供汽压力自动、凝汽器水位自动要可靠投用，调整门动作要可靠，
并加强对凝汽器水位和轴封汽压力的监视。维持轴封系统及水封的正常
工作；维持好轴封加热器的正常水位；调整汽轮机轴端汽封间隙，减小
轴端漏汽量；严格控制低压汽封供汽压力、温度，遇到汽封系统运行不
正常，应及时进行分析，负压部位管道设计时，应充分考虑膨胀问题；
应尽量避免剧烈工况出现；及时更换泄漏的阀门等方面改进真空的严密
性；提高抽气器效率。
4.2.4
4.2.5
4.2.6对凝汽器的汽水、水封设备的运行加强监视分析，防止水封设备损坏或水封头失水漏空气。 汽水系统化学补充水接至凝汽器。补充水温度低，吸收排汽热量可降低凝汽器温度。 坚持定期进行汽轮机真空严密性试验，监视真空系统严密程度。若结果
不合格时，应对汽轮机真空系统进行查漏，堵漏。目前检漏方式有卤素
检漏法、超声波检漏法、真空灌水法和氦质谱检漏法，其中氦质谱检漏
法是目前汽轮机真空系统检漏的先进方法。
4.2.7
4.2.8低真空保护装置应投入运行，整定值应符合设计要求，不得任意改变报警、停机的整定值。 在运行中若凝结水水质不合格，但硬度又不高，可能是由于管板胀口不
严有轻微的泄漏所致。这时，若停运凝汽器，不易找出泄漏处。可以考
虑的应急做法是在循环水泵吸入口水中加适量的锯木屑。木屑进入水室
中，在泄漏处受到真空的作用会将“针孔”堵塞，可使水硬度维持在合
格范围内。
4.2.9保持凝汽器管壁和水侧的清洁度，减轻汽器铜管结垢，目前最有效的方
法是胶球清洗。可以考虑加装凝汽器铜管杀菌灭藻装置，防止微生物在
铜管内壁蔓延。我厂就加装了超声波杀菌除垢装置。
4.2.10 提高凝汽器胶球自动清洗装置的投入率。
4.2.11 可以考虑定期进行凝汽器铜管硫酸亚铁补膜工作。
4.2.12 加强运行管理，对下列各参数定时记录，以便分析比较：凝汽器的真
空，排汽温度，凝结水的水质、温度，循环水进出口水温、压力，凝
汽器热井水位，循环水泵电流值等。
4.2.13 检查冷却塔性能，加强运行维护，调整到最佳工况运行。
结 论
影响汽轮机冷端性能的原因最终会反映为真空下降，对汽轮机真空偏低的原因进行分析，寻找提高真空的措施进而改善汽轮机冷端性能。
汽轮机组真空系统比较庞大，真空问题的治理也较困难。本文从主要影响真空的系统及设备做了研究整理叙述，得到以下结论：
⏹ 进行真空严密性检漏，及时消除漏空现象。目前检漏方式有卤素检漏
法、超声波检漏法、真空灌水法和氦质谱检漏法，其中氦质谱检漏法
是目前汽轮机真空系统检漏的先进方法。
⏹ 从维持轴封系统及水封的正常工作；维持好轴封加热器的正常水位；
调整汽轮机轴端汽封间隙，减小轴端漏汽量；严格控制低压汽封供汽
压力、温度，遇到汽封系统运行不正常，应及时进行分析，负压部位
管道设计时，应充分考虑膨胀问题；应尽量避免剧烈工况出现；及时
更换泄漏的阀门等方面改进真空的严密性；提高抽气器效率。
⏹ 保持凝汽器管壁和水侧的清洁度，减轻汽器铜管结垢，目前最有效的
方法是胶球清洗。
⏹ 冷却水流量和流速的合理调整。
⏹ 检查冷却塔热力性能，加强运行维护，调整到最佳工况运行。
当然，本人理论水平有限，纯属个人观点，不是绝对的原因、象征与处理方法，不可避免的存在一些问题和不足，还需要大家在工作过程中予以批评指正，不断地总结和完善这方面的知识！因为随着电厂设备的老化，新的原因、象征也会产生，这就需要我们大家在工作的过程中，不断地总结和提高这方面的知识与技能，及时发现问题，及时查明原因，采取措施予以解决
在实际生产中，应当坚持“以设备治理为基础、通过运行方式的调整来克服季节因素带来的不利影响”的原则，坚持以科学理论分析为依据、紧密结合生产实际、合理组织、统筹安排。要对设备系统全面分析、深入研究、逐步排查，找出影响系统性能的关键因素，在确保安全的前提下争取最大的经济效益。
致 谢
大学三年学习时光已经接近尾声，在此我想对我的母校，我的父母、亲人们，我的老师和同学们表达我由衷的谢意。
感谢我的家人对我大学三年学习的默默支持；感谢我的母校榆林（神木）职业技术学院给了我在大学三年深造的机会，让我能继续学习和提高；感谢学院的老师和同学们三年来的关心和鼓励。老师们课堂上的激情洋溢，课堂下的谆谆教诲；同学们在学习中的认真热情，生活上的热心主动，所有这些都让我的三年充满了感动。这次毕业论文设计我得到了很多老师和同学的帮助，其中我的论文指导老师姜艳则老师对我的关心和支持尤为重要。每次遇到难题，我最先做的就是向姜老师寻求帮助，姜老师平日里工作繁多，但我做毕业设计的每个阶段，从选题到查阅资料，论文提纲的确定，中期论文的修改，后期论文格式调整等各个环节中都给予了我悉心的指导。这几个月以来，姜老师在学业上给我以精心指导，在此谨向姜老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。
同时，本篇毕业论文的写作也得到了鱼福军、冯鑫同学和我实习单位的郝小宝师傅的热情帮助。感谢在整个毕业设计期间和我密切合作的同学，和曾经在各个方面给予过我帮助的伙伴们，在此，我再一次真诚地向帮助过我的老师、同学还有我的师傅表示感谢！
参考文献
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[9] 周强泰. 《锅炉原理》. 中国电力出版社. 2009.
[10] 电力行业职业技能鉴定指导中心. 《汽轮机辅机检修（第二版）》. 中国电力出版
社. 2012.
附 录 1 本人所在实习单位真空下降处理办法 1.1真空下降时应首先检查轴封压力
1.2真空下降较快时应及时减负荷，尽量减少真空下降速度。
1.3真空降低对负荷限制规定：
真空与负荷关系表：
1.4真空下降时，允许机组暂时维持当时真空对应允许的负荷运行，尽快检查、消除引起真空下降的缺陷。
1.5特别注意监视轴瓦振动、推力瓦钨金温度、轴移、调速级压力、轴封压力等。 1.6排汽缸温度不超过规定最高极限值， 即：带负荷不超过65℃，空负荷不超过120℃。
1.7检查分析和寻找真空下降的原因应从以下方面着手：
真空下降原因：
1.7.1轴封供汽压力低或中断。
1.7.2 抽气器故障。
1.7.3凝结水箱满水或凝结水泵故障。
1.7.4真空系统不严密漏空气。
1.7.5 负荷增加或蒸汽参数降低。
1.7.6风机停转子（风机故障）
1.7.7散热面阻塞
1.7.8抽气故障
1.7.9厂用电中断
1.8 发现真空降低时应检查分析，对照排汽温度，并根据以上各种原因作出相应处理。
1.8.1 轴封供汽中断或汽量减少影响真空，尤其发生在降负荷过程中，应及时调整均压箱压力。
1.8.2 由于抽气器故障引起真空下降应迅速启动备用水泵。
1.8.3 凝结水箱水位升高影响真空时。
⏹ 检查凝泵运行情况是否正常，如凝泵电流、压力、流量摆动说明凝泵进口处
漏空气，应启动备用凝泵停故障泵并找原因。
⏹ 如凝泵发出不正常噪声，同时出口压力降低，流量摆动，应倒换备用凝泵运
行并查找原因。
1.8.4 由于真空系统泄漏引起真空下降的一般原因：
⏹ 真空破坏门误开，或关不严或水封无水及向空排汽门漏空气。
⏹ 真空系统阀门盘根不严密。
附 录 2 凝汽设备及汽封系统图