600 MW機組低真空原因分析與治理

600 MW機組低真空原因分析與治理

許東升

(內(nèi)蒙古京科發(fā)電有限公司 發(fā)電部，內(nèi)蒙古 興安盟 029400)

摘要：針對某電廠600 MW直接空冷機組真空嚴(yán)密性不合格的現(xiàn)狀，分析了真空嚴(yán)密性差的原因及危害，并解決了凝汽器真空系統(tǒng)的泄漏問題.通過真空嚴(yán)密性試驗研究，采取有效的整改措施，使真空下降速度由294 Pa/min降低到31 Pa/min。

關(guān)鍵詞：600 MW機組；直接空冷機組；低真空

收稿日期：2015-06-09

作者簡介：許東升(1981-)，男，內(nèi)蒙古通遼人，助理工程師。

DOI：10.13888/j.cnki.jsie(ns).2015.04.008

中圖分類號：TM621

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1673-1603(2015)04-0329-03

Abstract：Aiming at the unqualified vacuum tightness of the 600 MW direct air-cooling generating units in a Power Co.,Ltd.,the causes for poor vacuum tightness were analyzed and the condenser vacuum system leakage was solved.Through vacuum tightness testing after the rectification,the descent velocity of vacuum was dropped to 31Pa/min from previous 294Pa/min.

空冷凝汽器作為火力發(fā)電廠主要設(shè)備之一，其運行效果的好壞，直接影響著機組的經(jīng)濟(jì)性和安全性。汽輪機冷端系統(tǒng)設(shè)計、運行的經(jīng)濟(jì)性高低是通過凝汽器壓力直接反映的，而凝汽器真空度是反映凝汽器綜合性能的主要指標(biāo)，也是考核汽輪機組運行狀態(tài)的重要參數(shù)之一。運行經(jīng)驗表明，凝汽器真空每下降1 kPa，機組汽耗就會增加1.5%～2.5%；傳熱端差每升高1 ℃，供電煤耗則增加0.5%～0.7%。

1機組概況

某公司一期工程2×600 MW汽輪發(fā)電機組采用的是哈爾濱汽輪機廠生產(chǎn)的ZKL600-16.7/538/538型汽輪機，該汽輪機為600 MW亞臨界、一次中間再熱、單軸、三缸、四排汽、直接空冷凝汽式汽輪機，與B&WB-2080/17.5-M型亞臨界自然循環(huán)汽包鍋爐及QFSN-600-2YHG型水氫氫冷卻發(fā)電機配套，鍋爐與汽輪機熱力系統(tǒng)采用單元布置。空冷凝汽器為單排管設(shè)計，冷卻面積為183萬m2，采用8列7排共56臺冷卻單元組成。冷凝水通過凝結(jié)水管道系統(tǒng)依靠重力回到排汽裝置下的凝結(jié)水熱井，經(jīng)處理后送回到鍋爐給水系統(tǒng)。

2存在的問題及原因分析2.1存在的問題

汽輪機的真空嚴(yán)密性是關(guān)系到汽輪機安全、經(jīng)濟(jì)運行的一項重要指標(biāo)，采取有效措施確保并提高真空系統(tǒng)的嚴(yán)密性，是生產(chǎn)部門的一項基礎(chǔ)且重要的工作。真空嚴(yán)密性試驗依靠真空下降值來衡量凝汽器空氣漏入量，從而檢驗真空系統(tǒng)漏入空氣量的大小。根據(jù)《凝汽器與真空系統(tǒng)運行維護(hù)導(dǎo)則》(DL/T932-2005)規(guī)定：真空下降速度≤260 kPa/min為合格標(biāo)準(zhǔn)。該公司自投產(chǎn)以來，2#汽輪機真空嚴(yán)密性試驗結(jié)果均未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，試驗時真空下降速度最大達(dá)到294 Pa/min，具體試驗數(shù)據(jù)如表1所示，機組熱效率較同類標(biāo)桿機組明顯降低，發(fā)電煤耗升高。

表1　負(fù)荷480 MW時真空嚴(yán)密性試驗結(jié)果

2.2真空嚴(yán)密性的意義

對空冷凝汽器而言，盡最大的努力防止空氣進(jìn)入其真空系統(tǒng)是至關(guān)重要的。機組運行過程中，加強對機組真空值的監(jiān)視并選擇合理的整治方案，對確保機組的經(jīng)濟(jì)運行具有重要意義。不可凝氣體的增加可能影響排空系統(tǒng)的運行并導(dǎo)致下列危害：

1)導(dǎo)致空冷管束換熱能力降低，進(jìn)而導(dǎo)致機組效率下降。由于機組真空系統(tǒng)存在漏泄，大量不凝結(jié)氣體聚集在空冷管束內(nèi)，影響了空冷管束的換熱能力。在夏季高溫、高負(fù)荷時段，為了維持機組真空，不得不采用空冷風(fēng)機超頻運行方式，部分時段采用空冷噴淋裝置冷卻方式，這就大大增加了廠用電率，降低了機組的經(jīng)濟(jì)性。

2)導(dǎo)致凝結(jié)水含氧量增加，進(jìn)而增加腐蝕設(shè)備的隱患。在機組運行過程中，由于真空嚴(yán)密性不合格，凝結(jié)水溶氧一直維持在170 μg/L左右。含氧量較高的水不僅會對回?zé)嵯到y(tǒng)及其附屬管道產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕，同時增大了回?zé)嵯到y(tǒng)的熱阻，降低了回?zé)嵯到y(tǒng)的熱效率。

3)冬季由于大量不凝結(jié)氣體聚集在空冷管束將導(dǎo)致空冷管束發(fā)生凍結(jié)變形的可能。

2.3原因分析

2.3.1管道安裝質(zhì)量差

由于工期緊，基建單位人力不足，在建設(shè)過程中的質(zhì)量控制不嚴(yán)，導(dǎo)致機組在與真空系統(tǒng)相連的管道安裝中存在較多漏點，一方面在機組試運期間的真空偏低，另一方面由于少漏點隨著機組運行工況變化持續(xù)惡化，使得真空必然下降。

圖1　低壓缸防爆膜鉛板破損

圖2　空冷凝結(jié)水管束砂眼

針對機組負(fù)壓系統(tǒng)，專業(yè)人員采用超聲波檢漏儀進(jìn)行區(qū)域排查。檢查發(fā)現(xiàn)2、5列空冷島凝結(jié)水的回水管與管束回水母管焊口存在砂眼，從而導(dǎo)致真空漏泄。機組停運后，對負(fù)壓系統(tǒng)進(jìn)行注水查漏，發(fā)現(xiàn)熱井與排汽管道焊接處存在砂眼，空冷島凝結(jié)水回水至排氣裝置旁路手動門前管路的焊口開焊。

針對上述漏點，利用停機機會進(jìn)行焊口補焊后，重新做真空嚴(yán)密性試驗，發(fā)現(xiàn)真空下降速度降至170 Pa/min。

2.3.2低壓缸防爆膜破損

在真空嚴(yán)密性試驗數(shù)據(jù)較高情況下對負(fù)壓系統(tǒng)繼續(xù)進(jìn)行排查，檢查發(fā)現(xiàn)：低壓缸右側(cè)防爆膜鉛板存在輕微裂痕，進(jìn)而導(dǎo)致機組真空漏泄。利用密封膠在對低壓缸防爆膜進(jìn)行臨時封堵后，做真空嚴(yán)密性試驗發(fā)現(xiàn)：真空下降速度降至96 Pa/min，達(dá)到了真空嚴(yán)密性試驗的優(yōu)良標(biāo)準(zhǔn)。

2.3.3閥門內(nèi)漏

由于閥門材質(zhì)和閥門研磨工藝及其質(zhì)量控制不足，都會導(dǎo)致閥門關(guān)閉不嚴(yán)。這樣，一方面導(dǎo)致機組真空降低，另一方面造成機組熱蒸汽浪費，使得機組的經(jīng)濟(jì)性降低。針對現(xiàn)場閥門內(nèi)漏進(jìn)行專業(yè)排查，檢查發(fā)現(xiàn)：主蒸汽母管及主汽門前疏水門均存在內(nèi)漏，且原設(shè)計再熱主汽門前疏水經(jīng)過節(jié)流孔板直接進(jìn)入排汽裝置。因此，利用停機機會對主汽母管疏水進(jìn)行重新研磨，同時在再熱主汽門前疏水管路上加裝手動門。

2.3.4軸封系統(tǒng)

由于設(shè)計或機組施工中的管路布置不合理，經(jīng)常發(fā)生低壓缸軸封壓力偏低，從而導(dǎo)致機組真空度降低。機組投產(chǎn)以后，軸封系統(tǒng)需要在480 MW工況下方能實現(xiàn)自密封，相同工況下，與同類機組相比，輔汽供軸封調(diào)節(jié)門開度偏離大約17%。在排查機組真空度問題過程中，通過檢查發(fā)現(xiàn)：軸加水封有輕微氣流聲音，判斷為軸加水封未能實現(xiàn)水封作用，停機后通過在軸加水封至排汽裝置管路加裝手動門，限制手動門開度后，在相同工況下輔汽供軸封調(diào)節(jié)門較原來開度減小了12%。

2.3.5真空泵工作不正常

由于真空泵冷卻器的冷卻水源取自輔機循環(huán)水系統(tǒng)，隨著季節(jié)的變化、環(huán)境溫度的升高，真空泵的工作水溫大于30 ℃的時間在一年內(nèi)將有4個月。工作水溫為15 ℃時，真空泵性能系數(shù)λ=1；工作水溫大于15 ℃時，λ<1，這會使抽氣量減少。當(dāng)水溫為30 ℃時，水環(huán)泵抽氣性能系數(shù)λ≈0.55；當(dāng)水溫為35 ℃時，性能系數(shù)λ≈0.5。由此可見，水環(huán)真空泵的性能會因水溫升高而劣化。

為了降低真空泵工作液的溫度，公司設(shè)計配置了一套真空泵輔助制冷設(shè)備，使工作液的溫度由真空泵工作液的臨界溫度確定，輔助冷卻裝置根據(jù)設(shè)定自動調(diào)整，保證能夠可靠靈活地降低真空泵工作液的溫度。

3措施整改后的實驗數(shù)據(jù)

當(dāng)負(fù)荷為240 MW時，真空嚴(yán)密性試驗的結(jié)果如表2所示。

表2　負(fù)荷240 MW時真空嚴(yán)密性試驗結(jié)果

4結(jié)語

隨著空冷查漏工作的不斷開展，機組真空度治理得到了較大程度的提高，通過以上措施的實施，在真空嚴(yán)密性試驗時，使得真空下降速度由采取措施前的294 Pa/min降低到31 Pa/min，具體試驗數(shù)據(jù)如表2所示，有效地提高了汽輪機凝汽器的真空

度，保證了汽輪機的真空嚴(yán)密性，增加了機組的出力，提高了機組的熱經(jīng)濟(jì)性，確保汽輪機組安全穩(wěn)定地運行，對提高汽輪發(fā)電機組的經(jīng)濟(jì)性和安全性有著極其重要的意義。

參考文獻(xiàn)

[1]丁爾謀.發(fā)電廠空冷技術(shù)[M].北京：水利電力出版社，1992.

[2]馬巖昕，王麗穎，張璨，等.300MW機組真空低原因分析與治理[J].內(nèi)蒙古電力技術(shù)，2012，30(5)：93-96.

[3]劉邦泉.直接空冷機組的真空嚴(yán)密性試驗方法及標(biāo)準(zhǔn)[J].華北電力技術(shù)，2004(5)：10-11.

[4]肖增弘，王強，孟召軍，等.對防止低壓內(nèi)缸中分面漏汽措施的探索[J].沈陽工程學(xué)院學(xué)報：自然科學(xué)版，2010,6(2)：114-117.

Cause Analysis and Improving Measures for

Low Vacuum in 600 MW Units

XU Dong-sheng

(Power Generation,Inner Mongolia Jingke Power Co.,Ltd.,Xingan League 029400,Inner Mongolia)

Key words： 600 MW unit;direct air-cooling unit；low vacuum

(責(zé)任編輯張凱校對佟金鍇)