直接空冷機(jī)組真空嚴(yán)密性試驗(yàn)方法及漏空原因分析探討

彭剛

摘 要：由于水資源的日益匱乏，在我國(guó)富煤缺水地區(qū)火電廠中已經(jīng)普遍采用空冷機(jī)組來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的水冷機(jī)組，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和居民生活水平的提高，對(duì)用電量的需求越來(lái)越大，促使發(fā)電機(jī)組的功率越來(lái)越大，隨著大容量超臨界發(fā)電機(jī)組陸續(xù)投入使用，其空冷機(jī)組在運(yùn)行過(guò)程中的問(wèn)題也逐漸暴露出來(lái)，據(jù)調(diào)查目前已運(yùn)行的大容量直接空冷機(jī)組都曾發(fā)生過(guò)真空系統(tǒng)漏空的問(wèn)題，這嚴(yán)重影響了系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。文章介紹了直接空冷機(jī)組真空嚴(yán)密性的試驗(yàn)方法，并對(duì)空冷系統(tǒng)漏空的原因展開分析，力求找到應(yīng)對(duì)措施，為系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性提供可靠依據(jù)。

關(guān)鍵詞：直接空冷系統(tǒng)；真空嚴(yán)密性；漏空；原因分析

前言

火電廠發(fā)電機(jī)組的滿發(fā)運(yùn)行和安全運(yùn)行需要有相應(yīng)的冷卻系統(tǒng)作為輔助，傳統(tǒng)的冷卻系統(tǒng)是水冷式，然而在我國(guó)北方缺水地區(qū)無(wú)法得到推廣，因此直接空冷系統(tǒng)逐漸成為關(guān)注的熱點(diǎn)，在我國(guó)北方富煤缺水地區(qū)已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和居民生活水平的提高，對(duì)用電量的需求越來(lái)越大，促使發(fā)電機(jī)組的功率越來(lái)越大，隨著大容量超臨界發(fā)電機(jī)組陸續(xù)投入使用，其空冷機(jī)組在運(yùn)行過(guò)程中的問(wèn)題也逐漸暴露出來(lái)，由于直接空冷系統(tǒng)體積龐大，因此其真空嚴(yán)密性控制工作難度較大，據(jù)調(diào)查目前已運(yùn)行的大容量直接空冷機(jī)組都曾發(fā)生過(guò)真空系統(tǒng)漏空的問(wèn)題，這嚴(yán)重影響了系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。因此有必要研究直接空冷機(jī)組真空嚴(yán)密性的試驗(yàn)方法，并通過(guò)對(duì)漏空的原因進(jìn)行科學(xué)分析，找到應(yīng)對(duì)的措施，具有十分重大的現(xiàn)實(shí)意義。

1 直接空冷機(jī)組真空嚴(yán)密性試驗(yàn)方法

目前，世界范圍內(nèi)還沒(méi)有對(duì)直接空冷系統(tǒng)的真空嚴(yán)密性實(shí)驗(yàn)形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，因此只能在參考濕冷機(jī)組真空嚴(yán)密性試驗(yàn)方法的基礎(chǔ)上根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行不斷的摸索和驗(yàn)證，從而找出適合直接空冷機(jī)組真空嚴(yán)密性試驗(yàn)的方法。我國(guó)對(duì)濕冷機(jī)組的真空嚴(yán)密性試驗(yàn)方法有明確的規(guī)定，要求機(jī)組運(yùn)行負(fù)荷要在額定負(fù)荷的百分之八十以上，并同時(shí)保持循環(huán)水量不變，然后關(guān)閉抽氣器入口門，保持八分鐘，取后五分鐘真空的平均值作為試驗(yàn)結(jié)果。在直接空冷機(jī)組中沒(méi)有循環(huán)水，而是采用控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的方式來(lái)調(diào)節(jié)冷卻風(fēng)量的大小，衡量試驗(yàn)方法是否科學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)為：排氣壓力變化是否穩(wěn)定，真空下降的速率是否穩(wěn)定，因此，在實(shí)際工作中可根據(jù)風(fēng)機(jī)的控制方式來(lái)設(shè)計(jì)試驗(yàn)過(guò)程，具體有以下幾種：

1.1 用手動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)設(shè)計(jì)試驗(yàn)

用手動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，使凝結(jié)水的過(guò)冷度一直保持在2-6℃，以保證蒸汽能夠充分冷凝，此時(shí)空冷到冷卻的風(fēng)量是一定的，通過(guò)在環(huán)境溫度基本恒定、環(huán)境風(fēng)速小于4m/s、主汽參數(shù)和機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷保持相對(duì)穩(wěn)定的條件下進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果表明排氣壓力變化非常均勻，真空下降的速率均勻，因此結(jié)果較為真實(shí)和可靠，適合用于對(duì)精度要求高的基礎(chǔ)性試驗(yàn)分析，但是此結(jié)果由于需要通過(guò)手工不斷調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，因此此方法較為繁瑣，對(duì)操作人員的操作精度要求較高，實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較困難。

1.2 風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速自動(dòng)控制的條件下設(shè)計(jì)試驗(yàn)

使風(fēng)機(jī)可以根據(jù)蒸汽量的大小來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)，更加貼近工況運(yùn)行狀態(tài)，可保證排氣壓力處于穩(wěn)定狀態(tài)，在同樣的環(huán)境條件下進(jìn)行試驗(yàn)，由于風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速是根據(jù)主汽參數(shù)不斷變化的，因此在試驗(yàn)時(shí)排氣壓力的變化不可能穩(wěn)定，因此導(dǎo)致真空度下降的速率也不均勻，表明試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確度不高，但在日常的對(duì)測(cè)試精度要求不高的場(chǎng)合可以作為一種輔助監(jiān)測(cè)手段。

1.3 保持風(fēng)機(jī)在額定轉(zhuǎn)速條件下設(shè)計(jì)試驗(yàn)

用手動(dòng)的調(diào)節(jié)方式控制直接空冷系統(tǒng)風(fēng)機(jī)處于額定轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，文章采用恒定功率為50Hz，結(jié)果表明在環(huán)境溫度較低的冬季系統(tǒng)真空度下降速率均勻，而在環(huán)境溫度較高的夏季則結(jié)果不夠準(zhǔn)確，因此此方法具有一定的局限性。

2 直接空冷機(jī)組漏空原因分析

2.1 直接空冷機(jī)組本身質(zhì)量問(wèn)題

由于直接空冷機(jī)組的生產(chǎn)廠家很多，而目前又沒(méi)有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，再加上空冷機(jī)組本身的體積較大，組成較為復(fù)雜，管道、閥門較多，交界處如果不能做到完全的嚴(yán)密就會(huì)影響整個(gè)機(jī)組的真空嚴(yán)密性。

2.2 安裝質(zhì)量不合格

直接空冷機(jī)組的體積大、重量大，并且空冷機(jī)組與汽輪機(jī)組之間的距離較大，因此導(dǎo)致直接空冷機(jī)組的安裝工程較為復(fù)雜，與此同時(shí)由于安裝方面的技術(shù)人員相對(duì)短缺，且業(yè)主方對(duì)安裝工期要求較高，容易造成安裝質(zhì)量不合格，因此給機(jī)組漏空埋下隱患。

2.3 相關(guān)配套系統(tǒng)設(shè)置不科學(xué)

在我國(guó)直接空冷系統(tǒng)應(yīng)用的時(shí)間并不長(zhǎng)，無(wú)論是設(shè)計(jì)還是運(yùn)行都缺乏相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，因此很多時(shí)候在直接空冷系統(tǒng)的配套系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面還仍然沿用了同類型濕冷機(jī)組的設(shè)計(jì)方案，例如，300MW直接空冷機(jī)組低壓軸封系統(tǒng)，軸封冷卻器設(shè)計(jì)采用濕冷機(jī)組冷卻面積，軸封母管管徑偏小。致使空冷機(jī)組背壓偏高，當(dāng)提高軸封壓力時(shí)，軸封冷卻器不能冷卻高背壓下的軸封漏汽量，產(chǎn)生軸封溢汽量過(guò)大，而為了防止油中進(jìn)水，必須將軸封壓力降低，因此容易導(dǎo)致低壓軸封產(chǎn)生漏空。

2.4 運(yùn)行過(guò)程中環(huán)境因素的影響

由于直接空冷機(jī)組在我國(guó)北方地區(qū)應(yīng)用的較廣，因此主汽參數(shù)、排氣參數(shù)等要根據(jù)環(huán)境溫度的影響不斷調(diào)節(jié)，例如，在冬季環(huán)境溫度處于零下時(shí)，空冷島對(duì)風(fēng)機(jī)風(fēng)量要求很低，甚至不需要風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，反而需要采取相應(yīng)的措施使系統(tǒng)可以回暖，避免防凍，如果防凍措施采取不當(dāng)或者未采取措施，就會(huì)導(dǎo)致空冷散熱器管束以及拐角焊接處凍裂，從而出現(xiàn)漏空現(xiàn)象。

3 直接空冷機(jī)組防漏空措施

3.1 對(duì)直接空冷機(jī)組制造進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)督

在直接空冷機(jī)組出廠前對(duì)其各個(gè)部件及整體進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)和測(cè)試，防止有漏焊、松動(dòng)等現(xiàn)象，以確保系統(tǒng)質(zhì)量?jī)?yōu)良。

3.2 直接空冷機(jī)組安裝過(guò)程的質(zhì)量控制

在機(jī)組安裝過(guò)程中不可為單純的縮短工期而犧牲質(zhì)量，對(duì)安裝進(jìn)行全過(guò)程的監(jiān)督，并做好質(zhì)量驗(yàn)收工作。

3.3 科學(xué)設(shè)計(jì)配套設(shè)施

要不斷探索，并借鑒國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)直接空冷機(jī)組的配套設(shè)施要科學(xué)設(shè)計(jì)，使之與空冷機(jī)組的運(yùn)行相搭配，使系統(tǒng)運(yùn)行更加科學(xué)。

4 結(jié)束語(yǔ)

直接空冷機(jī)組出現(xiàn)漏空現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致其無(wú)法滿發(fā)運(yùn)行，嚴(yán)重影響系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性，因此在實(shí)際工作中應(yīng)當(dāng)不斷探索適合當(dāng)前實(shí)際情況的檢驗(yàn)系統(tǒng)真空嚴(yán)密性的方法，并采取相應(yīng)措施防止直接空冷機(jī)組出現(xiàn)漏空現(xiàn)象，做到防患于未然。

參考文獻(xiàn)

[1]劉邦泉.直接空冷機(jī)組的真空嚴(yán)密性試驗(yàn)方法及標(biāo)準(zhǔn)[J].華北電力技術(shù)，2004.

[2]趙維忠.直接空冷系統(tǒng)的真空嚴(yán)密性與冬季防凍的初步探討[J].電力技術(shù)，2009.

[3]續(xù)宏.直接空冷機(jī)組真空嚴(yán)密性試驗(yàn)方法及漏空原因分析探討[J].熱力透平，2008.

[4]楊立軍，郭躍年，杜小澤.環(huán)境影響下的直接空冷系統(tǒng)運(yùn)行特性研究[J].現(xiàn)代電力，2005.