關(guān)于燃氣電廠汽輪機真空密封性優(yōu)化的分析

中國華電集團有限公司上海分公司 吳 強 上海奉賢燃機發(fā)電有限公司 華宇東 華電重工股份有限公司 趙迎九 劉曉東

1 燃氣電廠汽輪機真空密封性的存在問題與問題成因

1.1 存在問題

某些燃氣電廠汽輪機的真空密封性不甚穩(wěn)定，多次檢修和運行中灌水查漏、堵漏但依然效果不佳。舉例來說，某些汽輪機的嚴密性最差時只有370Pa/min（及格水平），究其原因，主要是因為外部對汽輪機真空機組造成了一定影響，如果對其進行查漏分析，會發(fā)現(xiàn)它的漏點具體呈現(xiàn)在哪些方面上，有些地方存在遺留漏點，上述漏點是無法通過灌水查漏進行準確判斷的，而且許多漏點不僅出現(xiàn)一次、會經(jīng)常性出現(xiàn)，如果從檢修、運行以及管理等多個方面來看，可有效提升整體查漏效率。再次通過蒸汽中的大量其它氣體與蒸汽一同排入到凝汽器中可處理某些其它技術(shù)問題。

1.2 問題成因

第一，可能出現(xiàn)了低壓軸封漏空氣問題，它導致低壓缸軸端氣封原安裝梳齒密封結(jié)構(gòu)被有效封閉，它的氣封徑向間隙預留尺寸范圍在0.6～0.9mm左右。不過考慮到齒牙中間存在環(huán)形腔室，因此它的環(huán)向流動可最大限度減少渦流降速效果。該過程中還必須考慮到阻氣偏差效果問題，如果泄漏量過大可能會導致機組啟停過程中脹差會變大，其汽封短齒部分會出現(xiàn)明顯的“掉臺”問題，漏氣嚴重，彈簧片彈性也會相應減弱，汽封塊間隙變大。所以在機組運行過程中必須深度考量這一問題，適當提高軸封壓力時刻檢查其是否存在內(nèi)漏問題。

第二，真空系統(tǒng)中的法蘭結(jié)合面容易出現(xiàn)泄漏問題，在進行灌水查漏過程中如果發(fā)現(xiàn)問題必須進行消缺處理，根據(jù)真空系統(tǒng)取樣和儀表管路狀態(tài)進行分析，保證在每次冷態(tài)啟動之前都進行一次灌水查漏實驗，檢查其法蘭界面是否存在泄漏問題。

第三，系統(tǒng)軸封加熱器必然會存在多級水封漏空氣狀況，它導致機軸多級水存在排氣閥加裝過程中出現(xiàn)了嚴重的內(nèi)漏問題，且水封在此時被嚴重破壞，無法正常運行。

1.3 嚴密性調(diào)查

要對燃氣電廠中的汽輪機真空系統(tǒng)嚴密性進行調(diào)查。在機組運行過程中，將均壓箱壓力適當提高10kPa（135→145），真空嚴密性從167Pa/min降低到80Pa/min，確認汽輪機低壓軸不存在封漏氣問題。要對機組的冷態(tài)啟動問題進行灌水查漏分析，發(fā)現(xiàn)低壓軸封回汽管道疏水手動門法蘭漏水狀況，進一步確認為真空系統(tǒng)中的法蘭結(jié)合面與焊接口存在問題。在機組停機后對凝汽器內(nèi)部產(chǎn)生的正壓破頂問題進行分析，抽真空后確認為防爆門漏氣即可。

2 燃氣電廠汽輪機真空密封性優(yōu)化的實施對策

燃氣電廠汽輪機的真空密封性優(yōu)化是必要的，首先要對低壓軸封漏氣問題進行分析，將軸封均壓箱壓力控制在140～150kPa左右。可在汽輪機組大修期間展開揭缸檢查，深入了解它的汽封徑向間隙變化，必要時必須做出適當調(diào)整。另外，要對軸封加熱器中的多級水封漏空氣進行有效處理，在針對真空破壞門內(nèi)閥處理方面，需要結(jié)合閥門停機檢修進行處理，保證定期檢查防爆門完好無損，并在連接位置涂抹黃油進行特別處理。針對燃氣電廠汽輪機組的真空嚴密性進行分析，主要是要優(yōu)化真空泵的運行狀態(tài)[1]。

3 燃氣電廠汽輪機真空密封性優(yōu)化案例簡析

3.1 某燃氣電廠汽輪機組概況

某熱電廠存在真空度不嚴密問題，結(jié)合實際狀況看，電站汽輪機真空系統(tǒng)在投運以后需要解決嚴密性缺陷問題，并對真空度嚴密測試結(jié)果進行分析，它的測試結(jié)果應該在600Pa/min左右。基于機組穩(wěn)定運行所產(chǎn)生的影響，需要有效提升機組整體經(jīng)濟性，因此某燃氣電廠汽輪機組也成立了專門的真空治理技術(shù)組，針對凝汽器與真空系統(tǒng)進行針對性治理，實現(xiàn)對凝汽器真空治理的正確規(guī)范。從某燃氣電廠的汽輪機組實際應用狀況看，它的真空嚴密性偏差的三大主要問題為真空嚴密性偏差，泄漏點過多；系統(tǒng)設(shè)計布置不合理、輔助設(shè)備出力不足，凝汽器換熱管束排氣阻力過大；再者就是凝汽器換熱效果較差，換熱管存在結(jié)垢問題，端差偏大。

3.2 某燃氣電廠汽輪機組注水檢查

對某燃氣電廠汽輪機組中凝汽器的真空系統(tǒng)進行注水檢查。主要是在凝汽器水側(cè)放水完畢后直接注水，浸泡汽輪機組的所有負壓系統(tǒng)。然后在凝汽器底部加入支撐，并加裝臨時水位計，并保持水位在48小時左右。要在該過程中發(fā)現(xiàn)漏電并及時進行處理，直到真空系統(tǒng)嚴密性合格。最后進行注水查漏檢查，發(fā)現(xiàn)較大漏點問題，并對真空系統(tǒng)注水查漏漏點進行匯總分析。

3.3 某燃氣電廠汽輪機組漏點處理對策

采用高壓水槍、拉管槍、加藥泵、焊槍、膠球、鋼板、焊條、材料等首先對水側(cè)管道進行清洗，做好4點工作。第一是封堵凝汽器水側(cè)進出口管道位置；第二是結(jié)合水側(cè)排空管道位置進行注水處理，專門加入各種化學試劑并長期浸泡超過72小時，防水后再進行旋轉(zhuǎn)拉管處理，采用拉管工藝對熱管進行處理，處理過程中確保換熱管表面附著污泥水溝被全部清理干凈，保證處理過程中污泥水溝被徹底清理干凈，保證在清理過程中遇到金屬光澤為最佳，在空門并對收球網(wǎng)進行全面檢查；最后，要選擇在拉管結(jié)束后采用膠球配合高壓水槍對所有換熱管進行潔凈疏通，檢查膠球裝置處理到位。在拆除膠球裝置過程中必須對所有管道與閥門進行徹底清洗檢查，保證膠球裝置進出口管道檢查到位且不會做改造處理。根據(jù)工期實踐范圍，有必要對收球網(wǎng)進行改造，徹底解決漏球問題。

3.4 某燃氣電廠循環(huán)水系統(tǒng)處理對策

某燃氣電廠在針對循環(huán)水系統(tǒng)進行檢查處理過程中應該首先對機力塔塔池進行檢查，借助循環(huán)水泵泵房進行前池防水，然后進行循環(huán)水系統(tǒng)清理。在抽檢機力塔配水系統(tǒng)噴頭過程中，需要檢查其膠球部分是否出現(xiàn)堵塞，根據(jù)堵塞狀況適當擴大對循環(huán)水系統(tǒng)的檢查范圍。

3.5 某燃氣電廠循環(huán)水系統(tǒng)低壓缸前后軸封檢查處理對策

要首先拆除低壓缸的前后軸封，根據(jù)實測間隙進行有效調(diào)整。在經(jīng)過一系列改造處理后，再觀察汽輪機組的真空嚴密性有所改善，試驗結(jié)果從原來的580Pa/mmin下降到現(xiàn)在的220Pa/min，已經(jīng)符合機組設(shè)備密封性優(yōu)化標準，而且企業(yè)的電力生產(chǎn)水平也已經(jīng)有所改善[2]。

4 燃氣電廠汽輪機真空密封性優(yōu)化的相關(guān)建議

一般來說，燃氣電廠汽輪機組的真空密封性問題多出現(xiàn)在真空系統(tǒng)，它的異常導致真空泵效果較差。這主要是因為真空泵的真空度降低會導致系統(tǒng)內(nèi)氧氣越來越多，如此造成壓力逐漸損失，而漏點部分則造成系統(tǒng)損耗嚴重增加，影響經(jīng)濟成本調(diào)整。為了解決上述問題，保證及時發(fā)現(xiàn)漏點并維修處理，需要提出以下幾點有關(guān)汽輪機組的真空密封性優(yōu)化措施。

做好系統(tǒng)泄漏檢查。要首先做好系統(tǒng)泄漏檢查工作，需要基于泄漏問題進行優(yōu)化處理，保證汽輪機組真空系統(tǒng)泄漏檢查到位。客觀講該檢查是極為復雜的工程，其所采用的檢查方法與具體實施方案涉及較大工程量，因此在停機檢修過程中需要結(jié)合真空度泄漏這一關(guān)鍵問題進行進一步詳細檢查，制定完整的操作預案，及時檢查漏點問題，例如對管線閥門以及焊接接頭位置進行檢查，最后及時上報檢查結(jié)果，第一時間維修整改。在該過程中可考慮采用水封門閥門，該閥門對于真空度有效控制是具有一定優(yōu)勢的[3]。

冷卻面清洗。冷卻面是容易結(jié)垢的，而結(jié)垢也是影響傳熱的最主要因素，必須對冷卻面進行定期清洗，確保合理保證、控制傳熱效果與質(zhì)量。通常情況下可采用干洗法配合酸洗法進行雙重清洗。清洗過程中還要判斷結(jié)垢傳熱數(shù)據(jù)，如果傳熱數(shù)據(jù)變化幅度較大，則可盡早在結(jié)垢初期就進行干洗處理[4]。

經(jīng)濟調(diào)度循環(huán)水泵冷卻水量。要改變冷卻水量與吸熱量，伴隨水量的增加，真空效果逐步提高，冷卻水量必然會增加，此時要適當調(diào)整吸熱量。具體來講還需要結(jié)合實際情況作出合理化方案優(yōu)化選擇與處理，例如可根據(jù)季節(jié)與汽輪機組的實際功率變化對水泵冷卻水量進行有效調(diào)整，保證汽輪機組中的凝汽量有效減少，確保凝汽器能夠做到合理真空化處理，同時提出一套真空優(yōu)化方案，主要通過循環(huán)水泵提升抽氣來降低凝汽器中可能存在的大量熱負荷，同時保證真空系統(tǒng)冷卻方式與嚴密性到位[5]。