新建機(jī)組保證真空嚴(yán)密性的措施

孫宇飛 宋永武

（黑龍江火電三公司，黑龍江 齊齊哈爾 161000）

1 前言

運(yùn)行中影響凝汽器性能的主要因素之一是漏空氣量，因?yàn)槟魇秦?fù)壓運(yùn)行，漏空氣是不可避免的，但對(duì)于新建機(jī)組只要嚴(yán)把安裝關(guān)，就有可能將漏氣量降到最低，從而得到滿意真空值。凝汽器真空度對(duì)機(jī)組運(yùn)行安全性和熱經(jīng)濟(jì)性有很大影響，在運(yùn)行中，凝汽器工作狀態(tài)惡化將直接引起汽輪機(jī)熱耗、汽耗增大和出力降低。另外，真空下降使汽輪機(jī)排汽缸溫度升高，引起汽機(jī)軸承中心偏移，導(dǎo)致了軸向推力增大，使推力軸承過(guò)負(fù)荷，影響機(jī)組安全運(yùn)行，所以在機(jī)組運(yùn)行中都把真空系統(tǒng)嚴(yán)密性作為重要的考核指標(biāo)，要保證機(jī)組的真空度就要從源頭上去堵住可能產(chǎn)生泄漏的地方。在這里不談引起真空度下降的設(shè)備原因（如：凝汽器換熱面積、循環(huán)冷卻水量和溫度、真空泵的機(jī)械性能等），只討論外部原因造成的真空度降低的一些預(yù)防和改進(jìn)措施。

2 凝汽器真空原理分析

凝汽器內(nèi)的真空實(shí)際上是凝汽器內(nèi)汽液共存狀態(tài)下的飽和壓力。凝汽器內(nèi)的壓力由排汽的冷凝溫度確定，此溫度由熱平衡和換熱器的端差決定。

冷卻水由入口溫度tw1 逐漸吸熱上升到出口處溫度tw2，冷卻水溫升：Δt=tw2-tw1。蒸汽凝結(jié)溫度ts 與tw2的差為傳熱端差，以δt 表示：δt=ts-tw2，則主凝結(jié)區(qū)的蒸汽溫度為：ts=tw1+Δt+δt。凝汽器中蒸汽壓力為ts 所對(duì)應(yīng)的飽和壓力。由于凝汽器中還存在不凝結(jié)氣體，所以凝汽器總壓力實(shí)際上是凝汽器中蒸汽分壓和不凝結(jié)氣體分壓之和，抽氣器的作用就是抽出不凝結(jié)氣體降低不凝結(jié)氣體的分壓，同時(shí)減小換熱端差。提高機(jī)組真空的途徑主要是盡量減小凝汽器中不凝結(jié)氣體和降低蒸汽冷凝溫度。

3 保證凝汽器真空度安裝中應(yīng)注意事項(xiàng)

3.1 凝汽器組合安裝時(shí)的注意事項(xiàng)

現(xiàn)在300MW 和600MW 凝汽器都因?yàn)轶w積偏大，運(yùn)輸不便，由制造廠分成若干件分批運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)，由現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行組合。現(xiàn)場(chǎng)組合各電廠條件不一致，場(chǎng)地寬窄不同，給現(xiàn)場(chǎng)施工容易造成不便。凝汽器在組合拼裝的過(guò)程中需要大量的焊接，而且位置各不相同，容易在焊接的或程中造成氣孔或夾渣造成以后的二次泄露。所以我們應(yīng)該加強(qiáng)這一方面的質(zhì)量控制。具體采取以下方法：

施工前必須制定嚴(yán)格的焊接方案，有專門(mén)的人員對(duì)焊接質(zhì)量進(jìn)行跟蹤。對(duì)于外部和大氣相通的密封焊縫必須由有經(jīng)驗(yàn)且責(zé)任心強(qiáng)的老焊工來(lái)施工，對(duì)于所有的焊縫應(yīng)分工明確，確定專門(mén)的焊工，避免出現(xiàn)同一位置交叉施工的現(xiàn)象，以便于澄清每一個(gè)位置的責(zé)任人。

焊縫的檢查應(yīng)按照有關(guān)規(guī)程進(jìn)行嚴(yán)格操作，先進(jìn)行滲油試驗(yàn)，最終以后再進(jìn)行泡水檢驗(yàn)，過(guò)程不能省略，滲油試驗(yàn)盡量選用煤油，用量應(yīng)足夠以避免滲透不出來(lái)。

要抓住易滲漏的位置進(jìn)行重點(diǎn)防范。如板與板之間的首、尾部，焊縫之間的接頭處，位置狹窄不易施焊的地方，特備是與外部連通的管道密封部位都應(yīng)重點(diǎn)突出檢查。凝汽器內(nèi)部空氣冷卻區(qū)是為了減輕抽汽器的負(fù)荷，以便于減少蒸汽的含量，所以此處密封擋板也應(yīng)按照外部焊接標(biāo)準(zhǔn)來(lái)要求。

加強(qiáng)冷卻水管的脹接和焊接質(zhì)量。現(xiàn)在的300MW 機(jī)組冷卻水管有許多采用不銹鋼管或鈦管，要求在脹完后還需焊接，焊接時(shí)應(yīng)注意徹底清除端板上的灰塵，凝汽器兩端還應(yīng)用帆布當(dāng)上避免出現(xiàn)氣流影響焊接質(zhì)量。焊接后應(yīng)立即進(jìn)行找色檢查，及時(shí)處理。

3.2 外接系統(tǒng)注意事項(xiàng)

系統(tǒng)的不嚴(yán)主要是通過(guò)機(jī)組真空系統(tǒng)的不嚴(yán)密處漏入，另一個(gè)是隨同汽輪機(jī)蒸汽一起進(jìn)入凝汽器。由于鍋爐給水經(jīng)過(guò)多重除氧，所以后者數(shù)量不多，約占從凝汽器抽空氣總量的百分之幾。因此，抽出的空氣主要是通過(guò)機(jī)組負(fù)壓狀態(tài)部件的不嚴(yán)密處漏入。除了凝汽器自身的嚴(yán)密性外，真空系統(tǒng)的氣密性，它們包括給水加熱器、低壓汽缸、軸封、向空排氣及所有蒸汽排往凝汽器的疏水管道等。從近些年來(lái)安裝有關(guān)真空系統(tǒng)出現(xiàn)的問(wèn)題總結(jié)出應(yīng)注意以下事項(xiàng)：

哈汽300MW 汽輪機(jī)組軸封系統(tǒng)由汽封供漏汽母管、調(diào)節(jié)裝置、軸封加熱器、減溫減壓器等組成，大 、小機(jī) 軸封采用同一系統(tǒng)，設(shè)計(jì)復(fù)雜，自調(diào)困難，容易發(fā)生積水和撞管；哈爾濱熱電廠300MW 機(jī)組的軸封系統(tǒng)的設(shè)計(jì)管路比較長(zhǎng)，中途的彎折點(diǎn)比較多，更加容易造成積水現(xiàn)象，我們?cè)谑┕ぶ兄鲃?dòng)聯(lián)系有關(guān)的設(shè)計(jì)部門(mén)，在原有疏水點(diǎn)的基礎(chǔ)上又增加2～3 個(gè)放水點(diǎn)，并裝設(shè)自動(dòng)疏水器，疏水器后匯成一根￠57 母管連至疏水?dāng)U容器。

小機(jī)軸封設(shè)計(jì)不合理。在以前的淮北2#機(jī)組試運(yùn)行時(shí)就曾發(fā)現(xiàn)小機(jī)外汽封一直漏空氣，主要是因?yàn)橹鳈C(jī)軸封通過(guò)高低壓差進(jìn)行自密封和自動(dòng)跟蹤，而小機(jī)的軸封送汽則由于前后軸封由同一根管道從輔汽直接引入，前后軸封阻力不等，所以前后送汽壓力難于調(diào)整和自動(dòng)調(diào)節(jié)跟蹤，導(dǎo)致了小機(jī)前后軸封漏空氣。所以針對(duì)上述情況，征求設(shè)計(jì)院同意后，根據(jù)壓力匹配原則對(duì)小機(jī)軸封送汽改為由主機(jī)的低壓軸封母管供汽，而原有的汽源做為備用。同時(shí)在前軸封進(jìn)汽管道上加裝手動(dòng)門(mén)，達(dá)到軸封進(jìn)汽自動(dòng)調(diào)節(jié)和手動(dòng)控制，改造后效果明顯，前后軸封漏空氣量減少到10 nPa ·L/s 數(shù)量級(jí)以下。

軸封間隙大。在施工單位安裝中人為的把間隙調(diào)大，是因?yàn)閾?dān)心間隙小易發(fā)生摩擦，從而導(dǎo)致振動(dòng)和軸彎。針對(duì)此問(wèn)題建議在新機(jī)組安裝中軸封間隙應(yīng)調(diào)整合理，不能以放大間隙保安全，應(yīng)按照廠家要求的間隙值下限進(jìn)行調(diào)整。

汽輪機(jī)低壓缸前后軸封、小汽機(jī)軸封以及小汽機(jī)缸體和排氣缸法蘭連接結(jié)合面處易產(chǎn)生泄露。這些地方普遍存在汽缸緊固螺栓的緊力較弱，而在汽缸變形時(shí)該位置變形量又較大。建議在安裝過(guò)程中應(yīng)該重點(diǎn)檢查該處間隙，如果間隙小者可以用局部刷鍍辦法；間隙大者，可采用局部補(bǔ)焊或噴涂，經(jīng)過(guò)處理后必須保證在緊1/3 螺栓的情況下，該處0.03mm 塞尺不入。

在系統(tǒng)管道保溫工作前應(yīng)嚴(yán)格檢查管道上是否有遺留的孔洞，特別是軸封漏氣管道，和其他各專業(yè)施工隊(duì)伍仔細(xì)核實(shí)后方可保溫。

3.3 真空系統(tǒng)泡水試驗(yàn)注意事項(xiàng)

真空系統(tǒng)的泡水試驗(yàn)是安裝過(guò)程中檢驗(yàn)真空嚴(yán)密性最有效和最直接的方法，這步工作必須集中大量的人力進(jìn)行全面性的檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除問(wèn)題，盡可能的不留隱患。泡水過(guò)程中需要的注意事項(xiàng)如下：

真空系統(tǒng)的泡水查漏試驗(yàn)應(yīng)在全部真空系統(tǒng)管道完成，且保溫工作未進(jìn)行之前進(jìn)行。這樣檢查才具有直接性和全面性，能夠?qū)βc(diǎn)更好的發(fā)現(xiàn)。

泡水水位按照電力規(guī)范規(guī)定應(yīng)在汽封洼窩下方100mm 處，絕對(duì)不能低于這個(gè)高度，因?yàn)槿绻陀谶@個(gè)高度會(huì)有部分凝汽器內(nèi)部管道焊口不能泡到，容易留下隱患。

讓盡可能多的系統(tǒng)參與到泡水之中，如抽氣管道、軸封管道以及低壓加熱器罐體本身等，有助于發(fā)現(xiàn)相關(guān)聯(lián)的漏點(diǎn)。

發(fā)現(xiàn)漏點(diǎn)處理完畢后應(yīng)重新泡水檢查，必須經(jīng)過(guò)二次確認(rèn)。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，可以看出汽輪機(jī)組的真空系統(tǒng)嚴(yán)密性問(wèn)題是一個(gè)綜合性的問(wèn)題，涉及到管理、檢修、運(yùn)行的方方面面，并且具有一定的技術(shù)難度。只要認(rèn)真解決好上述幾個(gè)方面的問(wèn)題，并將其進(jìn)一步細(xì)化，汽輪機(jī)組真空系統(tǒng)嚴(yán)密性差的問(wèn)題是一定可以解決的，我們這里只討論了機(jī)組安裝過(guò)程中的控制要點(diǎn)，這也是保證真空性能的一個(gè)基礎(chǔ)點(diǎn)，要徹底解決必須對(duì)影響因素逐一消除并長(zhǎng)期做好處理效果的保持。經(jīng)過(guò)綜上所述的方法，在近兩年我所施工建設(shè)的哈爾濱熱電廠2*300MW和姚孟發(fā)電廠600MW 機(jī)組的真空值均達(dá)到95Kpa 以上，取得了良好的效果，為電廠的順利投產(chǎn)提供了有利的保障。

[1]哈爾濱汽輪機(jī)廠凝汽器說(shuō)明書(shū)及圖紙.

[2]周如曼.300MW 火力發(fā)電機(jī)組故障分析[J].中國(guó)電力出版社，2000.