試析汽輪機(jī)真空系統(tǒng)出現(xiàn)泄漏的原因與防范手段

李志剛

摘 要：凝汽式汽輪機(jī)組在正常運(yùn)行當(dāng)中，一旦真空系統(tǒng)發(fā)生泄漏，必然會影響汽輪機(jī)組正常運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性、以及經(jīng)濟(jì)性，嚴(yán)重的情況下可能導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。所以真空系統(tǒng)泄漏原因的排查以及防范手段的制定，將對凝汽式汽輪機(jī)應(yīng)用效益的提升產(chǎn)生影響。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)；真空系統(tǒng)；泄漏原因；防范手段

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.08.038

0 前言

真空系統(tǒng)是凝汽式汽輪機(jī)附屬設(shè)備的重要組成部分，一旦出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象就會導(dǎo)致機(jī)組設(shè)備的嚴(yán)密性大打折扣，對設(shè)備正常運(yùn)行將帶來重大的安全隱患。本文將針對汽輪機(jī)真空系統(tǒng)泄漏的特點(diǎn)、原因進(jìn)行分析，并制定相關(guān)防范手段，以提高凝汽式汽輪機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

1 汽輪機(jī)真空系統(tǒng)出現(xiàn)泄漏的相關(guān)特征分析

汽輪機(jī)的真空系統(tǒng)如果出現(xiàn)了泄漏的現(xiàn)象，就會導(dǎo)致整臺汽輪機(jī)出現(xiàn)嚴(yán)密性下降的狀況，從而導(dǎo)致凝汽器汽測空間內(nèi)存在的空氣總量出現(xiàn)持續(xù)的增加，進(jìn)而導(dǎo)致空氣壓力不斷上升；在此過程中，凝汽器內(nèi)部會進(jìn)入大量的空氣，使冷卻水管受到凝結(jié)蒸汽的影響，讓冷卻水管壁放熱系數(shù)降低，引發(fā)導(dǎo)熱系數(shù)減小、熱量傳遞降低等一系列問題的發(fā)生。通過上述分析我們便可以對汽輪機(jī)真空系統(tǒng)出現(xiàn)泄漏的特征進(jìn)行描述：即排出氣體溫度持續(xù)上升，引發(fā)背壓增大，真空度不斷降低，端差增加，引發(fā)凝結(jié)水溫度持續(xù)攀高，最終引發(fā)過冷度與凝結(jié)水含氧量數(shù)值的不斷變大。

2 汽輪機(jī)真空系統(tǒng)出現(xiàn)泄漏的原因

（1）軸封系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以及徑向間隙存在問題。現(xiàn)在使用的單進(jìn)、出油封系統(tǒng)的軸封套的上半部分基本都沒有進(jìn)出油管，進(jìn)出油管大部分都存在于油封系統(tǒng)的下半部分，所以這就導(dǎo)致了軸封系統(tǒng)壓力呈現(xiàn)上高下底的狀況，使得上下軸封壓力存在差異的不均勻現(xiàn)象，致使軸封系統(tǒng)的密封性能大打折扣。加之軸封氣封的間隙大小、封件完整度在長期使用中發(fā)生了變化，這也成為了引發(fā)軸封泄漏的重要原因。

（2）低壓缸的結(jié)合面部位出現(xiàn)泄漏狀況。在進(jìn)行汽缸低壓缸的制造、檢修、質(zhì)檢過程中一旦發(fā)生瑕疵，都容易造成低壓氣缸出現(xiàn)問題，這種現(xiàn)象極易導(dǎo)致氣缸的法蘭結(jié)合部的接觸出現(xiàn)活動或者讓應(yīng)力留在里面，致使機(jī)組運(yùn)行后開始漏汽；其次，機(jī)組在運(yùn)行的過程中如果啟動與停止時(shí)的加減負(fù)荷過猛，也會讓汽缸出現(xiàn)快速的熱脹冷縮現(xiàn)象；第三，是機(jī)組停止運(yùn)轉(zhuǎn)后，工作人員過早的祛除了保溫設(shè)施，讓機(jī)體外部的冷空氣在機(jī)組溫度還沒有完全降低的狀況下涌入汽缸當(dāng)中，使汽缸內(nèi)外管壁溫度溫差變化過大，引發(fā)上下缸結(jié)合面吻合度降低，讓汽缸局部位置產(chǎn)生縫隙，從而引發(fā)外部氣體快速進(jìn)入，使汽缸內(nèi)部的真空度快速降低。

（3）小汽機(jī)軸封在送氣過程中存在問題。當(dāng)汽輪機(jī)組工作之后，通過高低壓差的變化主機(jī)軸封就可以完成自密封與自動跟蹤活動；但是，小汽機(jī)的軸封送氣方法則是通過在主機(jī)軸封供氣管道上直接引入其前后軸封進(jìn)行完成的，這種方法會導(dǎo)致小汽機(jī)前后軸封所產(chǎn)生的阻力存在差異，這就使得送氣壓力在前后調(diào)節(jié)中過于困難，最終使小汽機(jī)的前后軸封發(fā)生泄漏現(xiàn)象。

（4）其他泄漏原因。由于汽輪機(jī)組內(nèi)部系統(tǒng)繁多，所以中壓疏水系統(tǒng)內(nèi)漏、低壓防爆門泄漏、排氣管輸水U型水封出現(xiàn)磨損等導(dǎo)致的泄漏現(xiàn)象也是造成汽輪機(jī)真空系統(tǒng)泄漏的重要原因之一。

3 汽輪機(jī)真空系統(tǒng)泄漏檢測及診斷

目前真空系統(tǒng)的查漏的方法有灌水查漏、火燭法、鹵素查漏法、超聲法、氦質(zhì)譜查漏儀。前2種傳統(tǒng)的檢漏法只能用來確定大量漏氣的地點(diǎn)，無法確定較小的漏空位置。該方法需要消耗大量的時(shí)間、人力、物力，并且取得的準(zhǔn)確性較低。當(dāng)前，氦查譜查漏儀的應(yīng)用比較廣泛，因?yàn)樗臏?zhǔn)確度高、靈敏性好、反應(yīng)速度快、環(huán)保效益高等特點(diǎn)，正逐漸的被廣泛的應(yīng)用于汽輪機(jī)真空系統(tǒng)泄漏檢查工作的開展當(dāng)中。氦質(zhì)譜檢漏是在質(zhì)譜室中將氣體電離，利用不同荷質(zhì)比的離子具有不同電磁特性的特點(diǎn)而將示蹤氣體分離、檢測并加以顯示的新技術(shù)。

4 汽輪機(jī)真空系統(tǒng)泄漏的防范手段

（1）應(yīng)用新型結(jié)構(gòu)的氣封。常規(guī)使用的梳齒式氣封塊已經(jīng)不再適合現(xiàn)代汽輪機(jī)組設(shè)備，由于該汽封塊的密封間隙在較小的時(shí)候會使腔內(nèi)氣流發(fā)生激振現(xiàn)象，并帶動機(jī)組產(chǎn)生較為強(qiáng)烈的震動，引發(fā)的危險(xiǎn)嚴(yán)重；其常規(guī)解決辦法為將密封間隙增大、降低振動頻率，但是最終卻容易引發(fā)泄漏與嚴(yán)密性降低的危險(xiǎn)。所以，應(yīng)用密封性結(jié)構(gòu)好、抗磨損的蜂窩式氣封等，將有效的避免上述問題的發(fā)生，提高經(jīng)濟(jì)及社會效益，強(qiáng)化設(shè)備運(yùn)行的安全可靠性。

（2）對軸封的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行更改。通過對高低壓軸封供壓系統(tǒng)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)與改進(jìn)，將有效的解決高低壓軸封供汽壓力差異過大的問題。在改進(jìn)的過程中，可以在原有軸封系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上添加一套新的軸封供氣壓力調(diào)節(jié)穩(wěn)定裝置，從而使高低壓軸封供氣的控制分離。提高高低壓軸封系統(tǒng)在控制壓力過程中的自動化程度與獨(dú)立性，進(jìn)而將高壓冒汽的問題徹底的解決。通過該方法的使用，還可以有效的對汽輪機(jī)組的在啟動時(shí)出現(xiàn)的脹差進(jìn)行控制、管理。

（3）將排空氣門與部分放水門去除。機(jī)組真空系統(tǒng)直接與凝汽器相連的補(bǔ)水系統(tǒng)、低壓加熱器系統(tǒng)、事故疏水系統(tǒng)的管道上排空氣門很多，系統(tǒng)復(fù)雜，操作檢查步驟十分繁瑣。運(yùn)行實(shí)踐表明，真空系統(tǒng)管路和閥門越多泄漏點(diǎn)也就越多，這些排空氣門、排空氣管路大都帶有泄漏之處，在進(jìn)行此類設(shè)備部件的嚴(yán)密性檢查以及問題消除中也存在較大的難度，從而使汽輪機(jī)組運(yùn)行的安全可靠性大打折扣，提高了危險(xiǎn)系數(shù)；所以，將整套汽輪機(jī)組的凝汽器真空系統(tǒng)直接連接的排空氣門及部分放水門去除，將有效的提高凝汽器真空系統(tǒng)的真空度，降低危險(xiǎn)系數(shù)、避免安全事故的發(fā)生。

（4）保障U型水封在軸封系統(tǒng)中的穩(wěn)定工作狀態(tài)。一旦U型水封出現(xiàn)磨損、破裂，就會影響到水泵的密封效果，引起外界空氣大量進(jìn)入到汽輪機(jī)組的內(nèi)部。不僅如此，若軸封加熱器輸水水封出現(xiàn)損壞，必然會將軸封加熱器水位拉低，從而使本身在軸封系統(tǒng)加熱器內(nèi)的氣體被快速的吸入到凝氣器當(dāng)中，影響了機(jī)組的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。所以，保證U型水封的完整性與質(zhì)量，將有助于軸封系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，避免問題的發(fā)生。

5 結(jié)語

總之，做好汽輪機(jī)真空系統(tǒng)檢查工作，針對相關(guān)問題積極的制定防范措施，并更新現(xiàn)有設(shè)備部件，做好監(jiān)督、檢查管理工作，強(qiáng)化泄漏監(jiān)測、維修能力，必然能夠有效的避免汽輪機(jī)真空系統(tǒng)泄漏問題的發(fā)生，提高汽輪機(jī)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)及社會效益。

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