汽輪機(jī)組真空嚴(yán)密性分析及治理思路

陳麗梅

（山西電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 太原030021）

1 汽輪機(jī)組真空系統(tǒng)概述

汽輪機(jī)組的真空系統(tǒng)主要是由抽真空系統(tǒng)和密閉蒸汽系統(tǒng)2部分組成，利用凝汽器將蒸汽轉(zhuǎn)化為汽輪機(jī)組運(yùn)作的能源，當(dāng)汽輪機(jī)組不處在工作狀態(tài)的時候，抽真空系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生的真空確定了凝汽器中的真空；而當(dāng)汽輪機(jī)組進(jìn)入工作狀態(tài)之后，抽真空系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)汽輪機(jī)內(nèi)部的空氣，起防止空氣流入的作用，此時凝汽器當(dāng)中的真空由內(nèi)部蒸汽和循環(huán)冷卻水兩者的相互作用決定，蒸汽和循環(huán)冷卻水之間的熱轉(zhuǎn)換又由水溫、水量以及凝汽器換熱面積決定。由汽輪機(jī)組的組成結(jié)構(gòu)和各部件的運(yùn)作性質(zhì)可以看出，要想使凝汽器內(nèi)部真空穩(wěn)定，就需要保證凝汽器換熱面積以及循環(huán)水水量和溫度符合標(biāo)準(zhǔn)，另一方面還要確保抽真空系統(tǒng)的運(yùn)作順利。

2 真空系統(tǒng)泄漏原因以及危害

2.1 真空系統(tǒng)泄漏原因

了解真空系統(tǒng)泄漏原因需要先分析汽輪機(jī)組各部件的作用：冷凝器的功能主要是將汽輪機(jī)排放的高溫氣體轉(zhuǎn)化成水，在同等氣壓條件下，蒸汽的體積是水的3萬倍，所以在冷凝環(huán)節(jié)中，兩者體積的急劇變化導(dǎo)致凝汽器內(nèi)部形成了一個真空空間，并且因為發(fā)電機(jī)中各部件都是互相連接的，所以凝汽器內(nèi)部空氣結(jié)構(gòu)的變化就易導(dǎo)致與其相連接的設(shè)備因為密閉性不好使外部空氣進(jìn)入凝汽器，而如果沒有盡快排除這些外部空氣的話，將會使凝汽器內(nèi)部壓力值上升，進(jìn)而提高凝汽器內(nèi)部排汽的焓值，從而使凝汽器在蒸汽循環(huán)方面的性能受到影響，造成能源浪費。根據(jù)相關(guān)調(diào)查，凝汽器內(nèi)部壓力值和真空度成反比，并且真空度下降會導(dǎo)致熱能消耗加大、機(jī)組運(yùn)行效率變低。另外，射水抽氣設(shè)備和真空泵的作用都是為了減少凝汽器中進(jìn)入的外部空氣。

2.2 真空系統(tǒng)泄漏帶來的危害

真空達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)會使機(jī)組的運(yùn)作效率大打折扣，造成資源的浪費。由于蒸汽循環(huán)是機(jī)組運(yùn)行的基礎(chǔ)，而影響蒸汽循環(huán)的因素就是真空和氣壓情況，密閉工作不做好會導(dǎo)致真空環(huán)境混入空氣，如果要將這部分空氣排出去又必須要利用排氣設(shè)備進(jìn)行排除，從而增加能源的消耗。而且這些排氣設(shè)備并不能完全保證將多余的空氣排除，這樣一來會導(dǎo)致機(jī)組內(nèi)部氣壓、溫度發(fā)生改變，從而降低機(jī)組工作效率、增加能耗，也為機(jī)組運(yùn)行埋下了安全隱患。其危害還表現(xiàn)在增加了工廠的水電成本，利用真空泵和射水抽氣設(shè)備抽取機(jī)組內(nèi)部空氣間接地增加了火電廠對水、電的需求量，長此以往會影響火電廠整體的經(jīng)濟(jì)效益。凝汽器內(nèi)部進(jìn)入空氣，也會使低壓設(shè)備遭受氧化的損壞。以上所說的一系列危害都是因為機(jī)組真空環(huán)境受到破壞，若可以保證真空環(huán)境的穩(wěn)定，那么排氣壓力就會下降，循環(huán)水對熱量的影響就會降低，即可保證內(nèi)部熱量充足，從而降低能源消耗，提高火電廠整體效益。

3 汽輪機(jī)組真空嚴(yán)密性差的治理思路

3.1 查漏與治理

首先，真空系統(tǒng)涉及一系列的設(shè)備，并且其間連接點繁多，如果真空系統(tǒng)出現(xiàn)輕微泄漏的情況也很難發(fā)現(xiàn)。以前的檢測方法是用火焰，但此項工藝較為復(fù)雜，操作不便，因此在對機(jī)組進(jìn)行例行檢查的時候，普遍是利用真空系統(tǒng)高位灌水的方式檢測機(jī)組是否存在泄漏，需要注意的是，查漏工作要在機(jī)組停止運(yùn)作之后進(jìn)行，并且設(shè)備表面金屬溫度應(yīng)處于150℃以下，在循環(huán)泵、凝水泵停止運(yùn)作之前，要保證低壓缸排汽溫度在50℃以下。注入凝汽器的水位不要超過汽封洼窩，處于低壓軸下100mm為佳，并且在灌水查漏之前架設(shè)一根水管用來嚴(yán)密監(jiān)控水位的變動情況，在查漏前要保證向凝汽器注水的管道通暢，而在查漏過程中需要關(guān)閉抽氣管道、汽缸本體以及其他注水管道，以避免水溫差異過大造成機(jī)組不穩(wěn)定。在不影響機(jī)組正常啟動的基礎(chǔ)上，認(rèn)真進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)問題要進(jìn)行分析處理，最大程度保證機(jī)組的密閉性，這是防止機(jī)組真空泄漏的最基本也是最有效的方法。

其次，除了以上的基本檢修外，還要加強(qiáng)設(shè)備工作中的技術(shù)監(jiān)管，規(guī)范各項操作，真空系統(tǒng)密閉性存在漏洞還與實際運(yùn)行的狀態(tài)相關(guān)。結(jié)合以往的工作經(jīng)驗可以得知，在機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)下，真空系統(tǒng)容易出現(xiàn)泄漏等問題。軸封加熱器在機(jī)組工作中常常影響真空的密閉性，由于軸封加熱器在向凝汽器注水的過程中會出現(xiàn)無水情況，這樣就使得凝汽器通過連接管道與空氣接觸，導(dǎo)致內(nèi)部真空不穩(wěn)定。為了防止這種情況出現(xiàn)，應(yīng)該在機(jī)組工作時保證軸封加熱器內(nèi)存有一定水位。目前普遍使用的是軸封自平衡密封系統(tǒng)，使用冷再熱蒸汽、主蒸汽以及高壓輔汽3種方式對軸封母管進(jìn)行輸汽，達(dá)到70%額定負(fù)荷的時候，可以完成高、中壓缸自封閉，漏汽可作低壓軸密封使用，從而保證整個軸封系統(tǒng)的密封性達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。這種密封方式供汽壓力較低，軸封壓力調(diào)節(jié)裝置受熱工自動調(diào)整影響，自動化水平容易下降，需要操作人員不斷地調(diào)控，這不僅增加了工作量，而且軸封間縫隙存在差別，在供汽壓力相同的情況下有的容易發(fā)生泄漏，有的又不會泄漏，各部件的軸封壓力沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。針對這種情況，可以安設(shè)調(diào)控手動門，穩(wěn)定軸封供汽母管的壓力，之后手動調(diào)節(jié)低壓軸封供汽管道的供汽量并且鎖定，后續(xù)僅需調(diào)整母管壓力，這樣可以有效解決軸封壓力帶來的操作不便問題。

然后，汽封二漏汽壓過低也會影響真空系統(tǒng)的穩(wěn)定，目前采取的治理方式是在二漏管道上加裝閥門和壓力表，使操作人員更為科學(xué)合理地調(diào)控汽壓。

最后，需要淘汰存在問題的測量表，以規(guī)避凝汽器壓力表和軸封供汽壓力表在汽壓測量中的錯誤，這樣才能為操作人員提供真實的數(shù)據(jù)，也便于人工調(diào)控。

總結(jié)以上幾點可以看出，真空系統(tǒng)涉及的知識結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要從技術(shù)、管理上統(tǒng)一調(diào)控，加強(qiáng)后期檢查，貫徹落實治理方針，有問題需向相關(guān)部門反映。

3.2 技改措施

首先，需要改善凝汽器補(bǔ)水系統(tǒng)。補(bǔ)水系統(tǒng)涉及的項目較多，由于管道容水量有限，因此常發(fā)生水量補(bǔ)充不足的情況，甚至?xí)斐伤锰l，間接影響了機(jī)組真空的嚴(yán)密性，這就需要增加管道的容水量，并且優(yōu)化供水設(shè)備。

然后，需對低壓加熱器進(jìn)行改進(jìn)。加熱器如果發(fā)生泄漏，將會影響抽真空系統(tǒng)，對機(jī)組內(nèi)真空帶來不良影響，因此應(yīng)該適當(dāng)減少直接與真空系統(tǒng)連接的防水門，并取消放空氣門。

最后，加固真空系統(tǒng)管道，加強(qiáng)其密閉性。涉及真空系統(tǒng)的管道和閥門都要定期檢查、檢修，要盡早發(fā)現(xiàn)問題，最快速度處理。焊接工作需要高度集中注意力，并且焊接人員要考慮各閥門的不同使用功效有針對性地進(jìn)行焊接，以確保施工流程滿足閥門未來的使用性能要求。

4 結(jié)語

綜上所述，汽輪機(jī)組真空嚴(yán)密性治理工作難度較大，需要技術(shù)人員不斷地積累操作經(jīng)驗，從檢查到治理都需要保持高度的責(zé)任心，還要考慮到設(shè)備改造后所造成的連帶反應(yīng)，學(xué)會尋找問題的源頭，并合理解決。

［1］張爽.淺析汽輪機(jī)真空嚴(yán)密性差的成因及解決方法［J］.中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2013（8）

［2］李少偉，呂會廣，黃鋒衛(wèi).空冷器在汽輪機(jī)乏汽冷卻中應(yīng)用分析［J］.山東化工，2013（9）