對(duì)汽輪機(jī)真空系統(tǒng)查漏的相關(guān)探討

彭江志

引言：汽輪機(jī)真空是決定汽輪機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的主要指標(biāo)， 而真空系統(tǒng)嚴(yán)密性是影響汽輪機(jī)真空的主要因素之一。汽輪機(jī)組真空嚴(yán)密性不合格將嚴(yán)重影響機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性和帶負(fù)荷能力。文中對(duì)影響汽輪機(jī)真空嚴(yán)密性的原因進(jìn)行了分析，同時(shí)提出解決措施。

一、機(jī)組真空對(duì)經(jīng)濟(jì)性的影響

真空系統(tǒng)運(yùn)行的好壞對(duì)汽輪機(jī)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性有很大的影響。一方面由于真空降低，蒸汽的有效焓降將減少，在蒸汽流量不變的情況下發(fā)電機(jī)出力下降，在發(fā)電機(jī)出力不變的情況下，機(jī)組的蒸汽流量將增大，機(jī)組經(jīng)濟(jì)性下降；另一方面機(jī)組真空降低，排汽溫度上升，機(jī)組冷源損失增大，循環(huán)熱效率降低。一般情況下，真空度每變化1%，可使熱耗率變化0.7～1%，煤耗變化約1g/kWh。

二、凝汽器真空形成機(jī)理

凝汽器中形成真空是由于汽輪機(jī)的排汽被冷卻成凝結(jié)水，比容急劇縮小。當(dāng)排汽凝結(jié)成水后，體積就大為縮小，使凝汽器汽側(cè)形成高度真空，它是汽水系統(tǒng)完成循環(huán)的必要條件。正是因?yàn)槟鲀?nèi)部為極高的真空，所以所有與之相連接的設(shè)備都有可能因?yàn)椴粐?yán)而往凝汽器內(nèi)部漏入空氣，加上汽輪機(jī)排汽中的不凝結(jié)氣體，如果不及時(shí)抽出，將會(huì)逐漸升高凝汽器內(nèi)的壓力值，真空下降，導(dǎo)致蒸汽的排汽焓值上升，有效焓降降低，汽輪機(jī)蒸汽循環(huán)的效率下降。

三、嚴(yán)密性降低的原因及特征

嚴(yán)密性下降主要是由于真空系統(tǒng)存在泄漏，真空系統(tǒng)泄漏表現(xiàn)在外界空氣漏入凝汽器，直接引起汽輪機(jī)真空度降低?，F(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況表明，主要存在以下幾處泄漏。

（1）軸封供汽突然中斷或軸封供汽壓力過(guò)低。此時(shí)大量空氣將漏入凝汽器，真空急劇下降。故障特征為：凝汽器端差增加，凝結(jié)水過(guò)冷度增加，轉(zhuǎn)子因急劇冷卻而產(chǎn)生負(fù)差脹。

（2）真空系統(tǒng)的管路破裂，如凝汽器銅管、最后一級(jí)低加的銅管等發(fā)生部分破裂。主要故障特征為：凝汽器水位升高，端差增加，凝結(jié)水過(guò)冷度和導(dǎo)電度增加，凝結(jié)水泵出口壓力增加，凝結(jié)水泵電機(jī)電流增加，真空急劇下降。

（3）凝汽器的喉部伸縮節(jié)泄漏。運(yùn)行中由于溫度、壓力和振動(dòng)的影響，凝汽器喉部伸縮節(jié)焊縫常被拉裂而產(chǎn)生泄漏。此處漏點(diǎn)較隱蔽，采用氦質(zhì)檢漏不易發(fā)現(xiàn)，此時(shí)應(yīng)采用灌水查漏法。

（4）汽缸結(jié)合面及低壓缸安全門法蘭泄漏。主要原因有：汽缸制造、檢修、安裝質(zhì)量有問(wèn)題，汽缸法蘭結(jié)合面不嚴(yán)或有殘余應(yīng)力存在等。

（5）高壓擴(kuò)容器汽管進(jìn)凝汽器喉部焊口泄漏。由于凝汽器內(nèi)呈負(fù)壓狀態(tài)，外界空氣便通過(guò)高壓擴(kuò)容器汽管進(jìn)入凝汽器的喉部焊口漏入，引起凝汽器真空度下降。

（6）汽輪機(jī)軸封系統(tǒng)調(diào)節(jié)不當(dāng)。因軸封供汽壓力不能隨負(fù)荷的變化而作相應(yīng)的調(diào)整，造成空氣進(jìn)入凝汽器汽側(cè)而降低其真空度。汽封間隙的大小、汽封的完好程度也是造成軸封漏泄的較重要因素。

（7）軸封系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不完善。單進(jìn)、單出軸封系統(tǒng)軸封套上半部軸封無(wú)進(jìn)、出汽管，只有下半部軸封套有進(jìn)、出汽管，上半部軸封壓力低，下半部軸封壓力高，上、下軸封壓力不均勻，影響軸封密封效果。

（8）小汽機(jī)軸封送汽不合理。機(jī)組運(yùn)行時(shí)，主機(jī)軸封通過(guò)高低壓差進(jìn)行自密封和自動(dòng)跟蹤，而小汽機(jī)的軸封送汽則由于前后軸封由同一根管道從輔汽直接引入，前后軸封阻力不等，導(dǎo)致了小機(jī)前后軸封漏空氣。

四、泄漏部位的查找

（一）泄漏點(diǎn)查找方法的選擇

凝汽器真空嚴(yán)密性差的問(wèn)題是一個(gè)比較復(fù)雜的問(wèn)題，目前在實(shí)際工作中已摸索出了幾種行之有效的查漏方法。它們是：灌水查漏、火燭法、鹵素查漏法、超聲法、氦質(zhì)譜查漏儀?；馉T法和肥皂水沫法只能用來(lái)確定大量漏氣的漏點(diǎn)，且費(fèi)時(shí)費(fèi)力、準(zhǔn)確性差，是通過(guò)觀察蠟燭火焰搖曳情況，來(lái)確定漏氣位置。另外，火燭法會(huì)威脅到氫冷發(fā)電機(jī)組的安全，不適合該類機(jī)組對(duì)凝汽器真空的查漏。鹵素檢漏法的不足之處是響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，檢漏儀的敏感元件如長(zhǎng)時(shí)間處于濃度較高的鹵素氣體中易產(chǎn)生中毒效應(yīng)。超聲波檢漏法具有速度快、響應(yīng)及時(shí)、檢測(cè)方便等優(yōu)點(diǎn)，但要求檢測(cè)員具有豐富的經(jīng)驗(yàn)，排除復(fù)雜的背景超聲，且其精度只與泡沫檢漏法相當(dāng)。雖然氦質(zhì)譜檢漏儀可靠、靈敏度高，但是也有其局限性，在不明真空泄漏的情況下進(jìn)行查漏，需將閥門套及法蘭保溫拆除，工作量很大，有時(shí)也難以取得預(yù)期的效果。

（二）在運(yùn)行中采取灌水查漏

此法用于布置在地面以下的負(fù)壓管道，如低壓加熱器至凝汽器的疏水管，給水泵密封水的重力回水至凝汽器管道。

（三）停機(jī)后真空系統(tǒng)灌水查漏

真空系統(tǒng)查漏必須在機(jī)組停運(yùn)后，高、中壓缸金屬溫度均低于150以下方可進(jìn)行。循環(huán)泵、凝結(jié)水泵全部停運(yùn)前，要確認(rèn)低壓缸的排汽溫度低于50。凝汽器注水前，在凝汽器底部接出一根透明水管，用來(lái)觀察凝汽器內(nèi)水位的高度，灌水高度一般在低壓軸封洼窩以下100mm處。另外，凝汽器注水查漏前，汽缸本體、抽汽管道、再熱蒸汽冷熱段等的疏水及其它進(jìn)入凝汽器的疏水要暢通30min以上。凝汽器注水查漏時(shí)，關(guān)閉以上疏水門，防止冷水進(jìn)入高溫管道及冷氣進(jìn)入汽輪機(jī)造成汽缸上、下溫差超限。

五、進(jìn)一步提高真空度的建議

（一）定期進(jìn)行真空嚴(yán)密性試驗(yàn)

對(duì)凝汽器真空嚴(yán)密性定期試驗(yàn)，若嚴(yán)密性不合格時(shí)，應(yīng)及時(shí)對(duì)真空系統(tǒng)查漏、堵漏，提高汽輪機(jī)運(yùn)行效率，降低廠用電率。

（二）對(duì)經(jīng)常泄漏的汽封或軸封系統(tǒng)進(jìn)行改造

選用一些密封結(jié)構(gòu)良好、長(zhǎng)期運(yùn)行后磨損輕微的汽封，如蜂窩式汽封、側(cè)齒汽封等更換梳齒式汽封塊等傳統(tǒng)汽封，可使密封效果有顯著提高。對(duì)供汽壓力不能協(xié)調(diào)匹配，在運(yùn)行中出現(xiàn)顧此失彼的高、低壓軸封，可采用在軸封套上半部增加軸封進(jìn)、出汽管，以提高軸封套上半部軸封壓力，進(jìn)而提高了軸封密封效果，防止漏真空。根據(jù)壓力匹配原則，可對(duì)小汽機(jī)軸封送汽改為由主機(jī)的低壓軸封母管供汽，而原有的汽源作為備用。

六、結(jié)束語(yǔ)

凝汽器真空系統(tǒng)泄漏是一種比較常見難以解決的故障。凝汽器真空系統(tǒng)組成復(fù)雜結(jié)構(gòu)龐大，導(dǎo)致凝汽器真空嚴(yán)密性降低的因素較多，并且泄漏原因與部位和嚴(yán)密性不足所引發(fā)的現(xiàn)象之間不是一一對(duì)應(yīng)的確定關(guān)系。采用真空灌水試驗(yàn)是查找泄漏點(diǎn)的一種簡(jiǎn)潔而實(shí)用的檢漏方法。對(duì)于在地面以下的負(fù)壓管道，真空灌水查漏可在機(jī)組運(yùn)行中進(jìn)行，但凝汽器汽側(cè)真空系統(tǒng)的查漏必須在機(jī)組停運(yùn)后進(jìn)行。

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（作者單位：廣東粵電博賀煤電有限公司）