提高空冷機組真空嚴密性的分析

王鵬

(山西晉城市國投晉城熱電有限公司,山西晉城 048000)

提高空冷機組真空嚴密性的分析

王鵬

(山西晉城市國投晉城熱電有限公司,山西晉城 048000)

汽輪機真空系統是汽輪發電機組中的核心系統,其系統的嚴密性直接影響著汽輪發電機組的正常運行。本文就汽輪機真空嚴密性問題進行分析,以某市發電公司運行的1號、2號機組真空嚴密性情況為案例,研究影響真空系統嚴密性的主要原因以及特點,并提出了提高機組真空嚴密性的具體措施,使機組真空系統具有良好的嚴密性,以便確保機組的安全運行。

空冷機組 真空嚴密性 存在的問題 對策措施

汽輪機真空系統的嚴密性是影響汽輪機正常運行的主要原因之一，如果真空嚴密性下降，會對汽輪機的機組造成不良影響，主要是真空下降，機組的工作效率下降，空氣中的水蒸氣進入，將會使凝結水溶氧升高，腐蝕機械設備，而且機組在冷空氣下運行，導致凝結水結冰，使空冷換熱管束損壞，加速空冷系統的漏空。汽輪機在運行中，其真空是重要的參數，本文以某發電公司的1號、2號機組真空系統嚴密性作為案例進行分析，分析汽輪機在運行中的問題，對真空系統進行研究，通過提高機組真空的嚴密性改善機組的運行狀況，降低電能的消耗。

1 設備現狀

該公司的1號、2號機組系KN300-167/537/537型國內首臺300MW的直接空冷汽輪機組。安裝了3臺真空泵，1臺日常運行，2臺作為備用。1號、2號機組在2010年購入使用，將原來的陳舊設備替換。自投入運行以來，1號設備的嚴密性不是很好，2號機組的嚴密性測試為700Pa/min，1號機組的嚴密性測試為650Pa/min，因此在冬天用電量過大時需要保持2臺水環真空泵連續運行，才能保持機組正常真空。

2 空冷機組真空嚴密性試驗標準

根據國家電力行業標準規定：汽輪機在超負荷運行中，必須要對嚴密性進行試驗。如果超負荷的符合值在80%以上，真空不低于10kPa，要及時關閉連接抽氣器的空氣閥，在30s后開始后0.5min/次記錄機組真空值，共記錄8min，在取后4min真空下降值時要注意平均每分鐘的下降值應該小于400Pa。空冷機組的散熱元件和排汽系統是焊接的，不允許出現泄漏，如果水冷機組和直接空冷機組的容量相同，排氣設備的數量相同，其空氣漏入量應該相同。空冷散熱器的容積比較大，其真空系統也相對較大。在正常的空氣漏入量下，由于其制冷機組與水冷機組的容積之比為3：4，則在實驗其嚴密性時，平均每分鐘的真空值自然下降為4倍。直接空冷機組理論嚴密性要比常規機組的小3倍，這樣常規機組的每分鐘的平均下降值為400Pa。

3 影響真空系統嚴密性原因的分析

空冷凝結系統不斷進入空氣是影響機組真空系統嚴密性的主要原因。空氣進入空冷凝汽系統的方式有：蒸汽機本身的空氣進入空冷凝汽器，此股氣體的數量不多，可以忽略不計，還有就是空氣通過真空系統的不嚴密處進入。空氣進入汽輪機內部聚集，可以通過低壓部分壓力溫度測點接口、低壓汽缸法蘭結合面、排汽裝置的膨脹節的裂縫、排汽缸安全隔膜、空冷凝結器及負壓部件的焊縫、空冷排汽管路安全門、排汽缸與排汽裝置的法蘭結合面和凝汽器補水閥等途徑。在機組啟動和低負荷階段，汽輪機的回熱系統處于負壓狀態，故漏空氣的范圍將延伸到高、中壓缸及其相關設備和系統。

3.1 檢測原理介紹

在可疑區域注入檢測用示蹤氣體氦氣，氦氣進入到空冷真空負壓系統后，隨真空系統的不凝結氣體經真空泵排向大氣，利用高精度的德國原產萊寶公司產Phoenic XL300型氦質譜檢漏儀分析，檢測出真空泵排向大氣的氣體中氦氣的含量，從而判斷被測區域是否存在漏點及漏點大小。

3.2 測量情況評價

1號、2號機組真空系統查漏。為了解1號、2號機組小修前的真空泄漏情況，本次查漏重點對1號、2號機組的真空泄漏點進行了氦質譜找漏。

3.3 檢測說明

(1)泄漏量參數說明。泄漏量的衡量標準是以1·0×10-9Pa(m3/s)為基準，如檢測到有氦含量，顯示數據將從1·0×10-9Pa(m3/s)開始增加，一般達到10-7數量級時，可做為泄漏較大判斷。(2)對于空冷換熱管束，由于風的影響較大，用氦氣不好檢測，只能是在運行中對溫度較低的管束全面檢查，對于空冷換熱管束的泄漏檢查，只能是在檢修中，在排汽管道上加裝的管束全面檢查，對于空冷換熱管束的泄漏檢查，只能是在檢修中，在排汽管道上加裝5500mm的堵板，對空冷換熱管束進行正壓查漏。(3)對于空冷各列的分配管路的人孔門(6個)檢查，由于該處運行中溫度較高，無法查漏。但該人孔的法蘭由于密封結合面較窄，該法蘭墊現按照廠家要求使用的是膠皮墊，該處溫度較高，膠皮墊容易老化，會造成真空泄漏。

4 提高空冷真空嚴密性的主要措施

提高空冷真空嚴密性的主要措施包括：低壓缸前、后軸封改進為接觸式汽封；低壓缸的爆破門加裝爆破法蘭堵板；空冷6個分配管上的人孔門全部加裝焊接堵板；真空系統所有人孔法蘭墊更換；將1號、2號、3號真空泵原設計的入口氣動蝶閥更換為關閉嚴密的氣動球閥，同時將各泵的入口逆止閥位置調整，有利于該逆止閥的關閉嚴密性；對低壓缸軸封供汽用噴水減溫調整閥進行了改進，提高了減溫水的調節品質，提高了低壓缸軸封供汽溫度控制能力，提高了機組低壓轉子的安全運行；空冷排汽管上加裝堵板，對空冷管束進行正壓查漏，空冷充壓后要滿足泄漏率(壓力損失)24h內小于5000Pa驗收標準；低壓缸軸封供汽減溫水調整門進行了改進，滿足了低壓缸軸封供汽溫度的調整要求；對空冷換熱管束全面進行了沖洗，增加了空氣換熱能力。

5 結語

汽輪發電機組的真空系統嚴密性問題是一個綜合性的問題，涉及到管理、檢修、運行的方方面面，并具有一定的技術難度。要徹底解決好，還需要運行中認真做好日常檢查和調整工作。通過采用上述技術措施，1號、2號機組真空嚴密性都達到了良好水平，檢修后真空嚴密性試驗結果表明，1號機組由670Pa/min降到150Pa/min，2號機組由640Pa/min降到130Pa/min，均達到了空冷機組真空嚴密性試驗標準。初步取得了機組節能降耗的效果。

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王鵬,出生：1981.02.21,籍貫：山西大同,現職稱：助理工程師,工作單位：山西晉城市國投晉城熱電有限公司。