摘要：随着时代的快速发展，各行各业的发展速度亦是如火如荼，在极大程度上推进了电力行业的进步，其中汽轮机的真空变化程度会严重影响汽轮机的安全运行与经济运行，而一般情况下，大容量的机组在真空保护装置方面的设置一般都比较低。对此，本文以某省电厂采用的亚临界660MW汽轮机组为例，针对机组启动期间真空异常原因及解决方案展开了论述。
关键词：机组启动期间；真空异常；原因；解决方案
引言：
在机组启动期间对发电机组运行产生影响的主要因素就是真空度，在技术参数以及经济指标方面都能够产生极大程度的影响。汽轮机的真空程度如果出现下降的情况，势必会导致可用焓降出现减少的现象，当真空度降低1%的时候，那么出力降低的程度也会接近1%。但是对真空产生影响的因素是比较多的，一旦出现处理不当的现象，势必会造成汽轮机受损的问题［1］。
1.真空异常的重要概述
随着我国能源政策的不断更新，再加上环保理念的不断普及，使得国内网电源结构面临着双重压力进而发生了极为重大的变化，尤其是在清洁能源与外购电这两方面的比重每一年都呈现不断增加的趋势，促使国内电源结构中的大容量火电机组在调峰的时候频繁出现启停的现象。以德国西门子公司设计并制造的汽轮机为例，该汽轮机属于HMN系列，它的结构为亚临界，且一次性在中间再热，采用单轴四缸四排汽的方式，属于纯凝汽式的反动汽轮机，该汽轮机的额定容量为660MW，采用的系统为高压与低压两级串联的旁路系统，凝汽器则属于双背压、单流程、表面式的凝汽器。当汽轮机启动的时候，蒸汽会经过高压与低压的旁路系统，然后直接排入到1号凝汽器之中。此时低旁设计压力为绝对压力4.78MPa，相应的设计温度为546℃，产生最大蒸汽的流量为168kg/s，出口位置的设计温度则不能超过65℃。当机组启动过程过于频繁的时候，1号凝汽器将容易出现真空异常的情况，如过进入的区域为低真空保护区域，不能及时的采取有效的对策，那么将会非常容易出现汽机跳闸的状况，所以保证凝汽器真空的合理性，对于汽轮机而言是保证稳定经济高效运行过程的必要条件［2］。
2.机组启动期间真空出现异常的主要原因
在机组启动的过程中，出现真空异常的原因是多方面的，这里以抽真空系统为例，该李彤之中配置的真空泵为容量型号为50%的2BE1－403－OBL4－Z单级水环式真空泵，该系统配置的这种类型的真空泵一共有3台，其抽汽量设置为40．8kg/s。锅炉在点火之前，汽机处于无热负荷状态的时候，就应该投入相应的运循环水系统，当送汽封之后将3台真空泵一起启动，这时凝汽器的真空能够达到绝对压力的5kPa以下，当其中1台真空泵呗停运之后，说明的真空系统没有异常现象出现。当锅炉点火之后，将高压与低压旁路系统开启，这时由于系统中的空气含量比较多，则需要启动相应的备用真空泵，当发生真空泵入口逆止阀卡涩事件的时候，则需要通过就地敲打、活动等方式进行处理，之后即可恢复正常运行。如果真空异常的状态下经过启动备用泵、倒换真空泵的方式并未使真空状态好转的时候，可以将汽封系统、真空系统漏空气以及真空泵等方面的异常问题进行排除。当机组启动的时候，为了保证机组启动的速度能够加快，需要尽可能的将烟温进行提升，并且在全程过程中都需要投入脱硝系统，此外，为了能够避免机组并网之后，出现蒸汽参数波动大的现象，促使汽轮机裕度不能获得满足，进而导致机组出现跳闸的现象，在冲车之前就需要采用启动2～3台磨煤机的方式。以谋省2018年采用的#2机组的启动为例，在实施并网之前一共投入的燃油为5.5t，燃煤量则为平均70t。
机组启动期间的锅炉输入热量为:Qr=Qnet+Qxr+Qwl+Qr，其中Qr代表的是锅炉输入热量，Qnet代表的是燃料收到基低位发热量，Qxr代表的是燃料的物理显热，Qwl代表的是外来热源加热暖风器空气带到锅炉系统内的热量，Qr则为燃油发热量。
为了在计算的时候较为便利，可将燃料物理显热Qxr及外来热源Qwl进行忽略不计，仅对燃煤与燃油热量进行计算，当对机组进行启动的时候，贫煤低位发热量则为Qnet=24000kJ/kg，而锅炉的输入热量为：
Qr=B煤Qnet+B油Qr
=(24000×70×1000+46000×5.5×1000)/3600
=536994kJ/s
在进行计算的时候按照锅炉效率的92%来具体进行计算，在启动期间锅炉的热量约为4940344kJ/s，绝大部分是通过高压与低压旁路系统并通过循环水系统带走的，其中只有少量的疏水。如果其中单台低速循环水泵在运行的时候，其流量则为30000t/h，热再压力最高可达绝对压力3.38MPa，其温度最高可达507℃，而循环水的比热选取的平均比热则为C=4.18kJ/kg℃，凝汽器在绝对压力下其饱和水焓量则为223.5kJ/kg，而循环水的吸热量则为：
Q=G循C(T2－T1)
=30000×1000/3600×4.18×(40－26)
=487666kJ/s
其中热再蒸汽压力则为3.38MPa，设计温度能够达到470℃，这是的流量能够达到120kg/s，通过焓熵图的查明得知h1=3384kJ/kg，那么低旁的放热量则为:
Q1=G1(h2－h1)
=145×(3384－220)
=442960kJ/s
机组在启动的过程中，低旁排汽时的占比凝汽器热负荷达到91%，除此之外，机组启动期间的1号凝汽器的热负荷以及给水泵A小机排汽、本体疏水、高排泄放阀、汽封漏汽、汽封冷却器疏水等热源，启动期间1号凝汽器出现压力异常升高的现象，其原因则为启动期间1号凝汽器的热负荷则引起过高的状况［3］。
3.机组启动期间真空异常状况的解决对策
由于凝汽器的运行常常处于变工的状况下，促使凝汽器的真空度很容易出现偏离设计值的现象。以采用KWU冷凝器的凝汽器为例，其横断面布置的设计方面，设计的换热量为826837kj/s，设计的循环水流量为17250kg/s，设计的压力为绝对压力4.14/5.77kPa。设计的循环水温度则达到20℃，此时最高循环水的温度能够达到33℃，那么末级叶片允许蒸汽的最大负荷为19.8kg/s。当冷却水初温达到20℃的时候，如果这个时候的冷却水量由原来的设计流量降低到设计流量的60%的时候，机组的真空度则会降低2.51kPa；而当冷却水初温达到33℃的时候，一旦冷却水量被降低至设计流量60%的时候，那么机组的真空则会降低4.68kPa。因此，对凝汽器真空产生影响的因素中，冷却水流量是极为重要的一个因素，这一方面的因素影响在夏季高温的时期表现的极为突出。因此，在并网之前需要对燃料量加以控制，机组在启动的时候最多能够启动2台磨煤机开始运行，而燃料量则不得超过70t。为了能够降低机组启动期间1号凝汽器的热负荷，需要将循环水流量进行提高，并降低入口位置的温度。此外，还需要与气温变化的规律相结合，在每一年的4～6月以及9～10月期间，循环水温则高于20℃的时候，机组启动期间则需要开启两台低速循环的水泵并保持正常运行；而在6～8月期间的循环水温则往往高于25℃，这个时候需要开启一台高循环水泵及一台低循环水泵，并保证他们能够正常运行。并且采取提高循环水量的方式，使1号凝汽器的循环水出口位置的温度得到降低。机组启动期间需要使低压旁路始终保持开展状态，在对高压旁路进行操作的时候，需要注意对热再压力进行严密的监视，尽量使其不能超过3MPa［4］。
结束语：
综上所述，通过上述文中以660MW亚临界汽轮机为例，针对机组启动期间的真空异常原因进行的分析，了解到该种类型的机组真空异常的异常原因，主要是由于双备压设计，循环水依次通过1号、2号凝汽器，机组启动期间由于大部分的锅炉热量是通过低压旁路排到1号凝汽器，再加上热负荷过高促使1号凝汽器的压力突升等因素导致的，可以通过对锅炉输入热量、增加循环水量以及限制热再压力等对策，来使启动阶段真空度获得保证，以保证机组能够顺利的并网，进而使启动的时间得以缩短，使启动阶段的燃料、汽水的消耗都能够减少，进而使机组真空异常的关键诱因得到有效性消除，最终使机组安全启动的顺利兴获得保证。
参考文献：
[1]张守学,毕华南.机组启动期间真空异常原因分析及解决方案[J].技术与市场,2019,26(04):97-98.
[2]葛芸芸.机组启动命令重复下发故障原因分析及解决方案[J].仪器仪表用户,2017,24(02):36-38.
[3]张军.汽轮机正常运行时真空突降的原因分析及处理[J].冶金动力,2019(11).
[4]谭江锋.安全阀导致凝汽器真空降低的原因分析及对策[J].燃气轮机发电技术,2015,17(002):61-64.