氦質譜檢漏技術在火電機組真空系統中的應用

孫京生 王梓越

（1國網天津市電力公司 天津 300010 2國網天津市電力公司電力科學研究院 天津 300384）

引言

隨著國家節能減排政策的落實，火電機組不僅要重視機組的安全運行，同時也要加大對機組運行穩定性和經濟性的關注。汽輪機真空系統嚴密性的好壞對火電機組能否經濟安全運行影響巨大。例如300MW額定負荷運行的機組，當真空系統出現嚴重漏點導致真空嚴密性不佳時，每當真空降低1kPa，機組熱耗率上升約0.7%，煤耗增加約2.8g/kWh[1]。

氦質譜檢漏技術是一種利用氦氣作為檢漏氣體來檢測真空容器泄漏程度的先進技術，該技術安全高效，近年來已被推廣應用于火電機組的真空系統檢漏測試試驗。利用該技術，試驗人員快速準確地檢測出國津熱電1號機組真空系統存在的漏點。

1 氦質譜檢漏技術工作原理

1.1 氦質譜檢漏儀功能特點

氦質譜檢漏儀先將采集到的氣體在質譜室中電離，根據不同荷質比的離子具有不同的電磁特性將示蹤氣體氦分離檢測，氦氣在質譜室中電離，并產生與離子數成比例的電流信號,該信號經放大和計算后以漏率的形式反饋給試驗人員[2]。為了方便試驗人員分析和比較，將氦質譜檢漏儀所測漏率的量級與真空系統的泄漏程度一一對應（見表1）。

表1 漏率與泄漏程度對應表

1.2 氦質譜檢漏技術原理

應用氦質譜檢漏儀對火電機組真空系統進行檢漏一般采用負壓測試的方法。測試前在真空泵排氣管出口裝設氦質譜檢漏儀傳感器；測試時啟動氦質譜檢漏儀，在系統疑似泄漏部位噴射定量的氦氣，使其環繞在被測點周圍，真空系統的負壓作用將氦氣吸入系統（包含漏點）內，氦氣通過真空泵排氣管排入傳感器，與傳感器相連接的氦質譜檢漏儀對采集到的氦氣進行檢測與計算，將漏率數值反饋給試驗人員。試驗人員根據漏率大小對噴氣部位的泄漏程度進行判斷。應用氦質譜檢漏技術進行真空系統檢漏的示意圖見圖1。

圖1 應用氦質譜檢漏技術進行真空系統檢漏示意圖

1.3 主要檢測范圍

應用氦質譜檢漏技術對火電機組真空系統進行查漏檢測的主要范圍包括：

與凝汽器汽側相連接的管道及設備，有中壓、低壓旁路系統及管道閥門、給水泵汽輪機排汽管道、水幕噴水、疏水擴容器的疏水系統、減溫水系統、真空破壞門、軸封系統、水位計等。

低壓系統，包括汽輪機低壓缸防爆膜、低壓缸汽封結合面，給水泵汽輪機軸封接合面等。

其他部分，包括溫度計、真空壓力表計和疏水泵等。

2 氦質譜檢漏技術實際應用

天津國電津能熱電有限公司1號汽機是東方汽輪機廠生產的C330/262-16.7/0.3/538/538型抽汽凝汽式汽輪機，該機組2018年第二季度A級檢修后，機組真空狀況一直不甚理想，真空嚴密性試驗顯示真空下降率高達450Pa/min，為改善機組運行狀態提高系統真空度，試驗人員應用氦質譜檢漏技術對該機組進行真空系統檢漏測試試驗，主要檢查設備見表2。

表2 主要檢查設備

本次真空系統檢漏工作共檢測疑似漏點60余處，最終發現特大漏點1處，為A真空泵軸封；大漏點1處，為凝汽器疏水擴容器上部人孔；中漏點2處，為汽輪機低壓缸勵側軸封和低壓缸汽側軸封；小漏點8處，微漏點46處。主要數據見表3。

表3 主要數據結果

表4 補漏后復測結果

在電廠運行人員對漏點進行補漏后，我們對漏點進行了復測（見表4），1號機真空嚴密性試驗的真空下降率由450 Pa/min降至148 Pa/min，符合國家標準。

結語

真空系統是火電機組的重要系統，對火電機組的經濟運行（如煤耗）影響很大。當機組真空嚴密性試驗不合格時，運行人員應善于應用氦質譜檢漏技術對機組進行真空系統檢漏試驗，結合漏點位置和機組運行情況對真空度下降的原因做出分析，采取正確的補漏措施，并對補漏結果進行復測，確保機組的經濟、穩定運行。