火力发电机组真空严密性降低应对处理与探究

火力发电机组真空严密性降低应对处理与探究

焦远昭 高洋

大唐七台河发电有限责任公司，七台河 154600

摘要：汽轮机真空严密性对于火力发电机组安全经济运行尤为重要,真空降低时,汽轮机总的焓降将减小,最末几级的反动度将增大，真空下降严重时反动度的变化会引起较大的轴向推力变化,威胁推力轴承的安全运行；此外,真空恶化会导致排汽温度的升高,还会引起机组中心的变化,从而使振动增大。因此,运行中必须控制真空在一定范围内^［1］。影响火力发电机组汽轮机真空严密性的因素有很多，本文通过介绍大唐七台河发电有限责任公司（以下简称七电公司）一、二期四台机组在汽轮机真空严密性治理与维护方面的探索与经验，为其他各类型火力发电机组真空系统严密性降低处理提供参考与借鉴。

关键词：真空查漏；温度感知查漏法；真空严密性；冷端治理；质量案例库

0 引言

真空系统主要是指与凝汽器汽侧相连且处于负压状态的工作系统，主要由凝汽器、抽气器及相关附属管道附件组成。一般情况下，凝汽器真空每下降1kPa，汽轮机汽耗会增加1.5％—2.5％^［2］，汽轮机真空系统严密性降低，需要从真空系统设备及附件运行原理进行分析、查找及排除。机组运行与停运时可采用不同方案进行真空系统治理以满足严密性要求。七电公司在真空系统严密性治理中进行了大量的探索与实践，积累了宝贵的经验并探索出独特的真空查漏方法，在本文中将逐一进行介绍。

1. 汽轮机真空系统严密性降低原因分析及治理

   1. 真空系统严密性降低原因

影响汽轮机真空系统严密性降低的因素很多，主要有真空系统负压段管道、阀门严密性、抽真空系统设备运行情况、循环水系统冷却面积、热负荷异常增大、冷却水温、汽轮机排汽量及温度、凝结水水位、水侧管束管壁清洁度、胶球清洗装置状态、凝结水泵密封水情况、凝结水泵电流及其凝结水温度、凝结水含氧量情况以及运行人员操作调整情况等^［3］。除设备及系统本身因素外，运行人员误操作负压段阀门、轴封等系统参数调整不佳等操作及异常也是重要影响因素，在机组运行中需要尤为注意。

1. 2. 真空系统严密性降低应对处理

真空严密性降低应根据其影响因素进行相应处理。在真空系统严密性治理分为机组运行及停机状态治理。在机组运行条件下，应同时从系统各设备运行参数进行判断，比如循环水入口水温、循环水量、低压缸两端轴封压力、热井水位等进行分析发现异常及时处理；对于真空系统存在的漏点，应逐项、细致进行排查，不仅是低位设备及系统，更应注意高位的低压缸大气阀、低压缸结合面、低压缸两侧预留孔、真空破坏阀、低压缸排汽管与凝汽器喉部联接焊缝、与主机共用同一凝汽器的给水泵汽轮机对应位置等；对于抽真空泵等抽气设备出现的异常应根据情况进行相应处理；若机组正在进行可能涉及真空方面的操作时,应立即停止该操作；若凝汽器热井水位过高时,应立即判明原因。若系水位调节失灵,则暂改手动恢复正常;若系凝泵故障,则应启动备用泵停用故障泵，若系凝汽器管束泄漏，应立即申请停机；运行状态下还需重点监测阀门内漏造成凝汽器热负荷增加情况，比如机组启动高压疏水阀门关闭不严或内漏等情况，应利用停机时机进行处理；一般情况下，传热端差每升高1°C，供电煤耗约增加1.5%--2.5%左右，对于胶球清洗系统的运行应高度关注，包括收球率等参数，出现问题及时处理；对于夏季循环水水温较高等情况，可以在管路中并入温度较低的生水或真空制冷设备，进一步降低冷却水温度。

停机状态下，需要对系统进行彻底检查治理，重点是冷端治理。对于循环水系统，应检查循环水水室管束结垢、阻塞及泄露情况，及时清理堵塞在管口的石块、填料、淤泥等杂物，对于泄露的管束进行堵漏，同时加入相应的阻垢剂对管束进行清洗；对于凝汽器汽侧，检查凝汽器内部抽汽管道膨胀节及管道支撑、疏水联箱内管路等位置是否存在裂纹、孔洞等缺陷，发现及时处理消除。内部设备检查治理完毕后，通常需要对凝汽器汽侧进行上水查漏，关闭与凝汽器汽侧相连接的各放水门等，将水上至凝汽器喉部位置，就可通过水泄漏的位置确定机组运行中不易发现的真空漏点。同样，在停机状态下应对内漏阀门进行集中治理，尤其是高压疏水阀门，消除高品位蒸汽漏入对真空因素影响。

1. 3. 真空系统查漏常用方法及注意事项

目前火力发电企业真空系统在线查漏常用的两种设备是超声波检漏仪和氦气质谱仪，各有优缺点。超声波检漏仪适用的范围比较广泛且体积小、重量轻、耗电少、携带方便，能准确地判断泄漏点的具体位置进而及时消除缺陷，但是实际工作中由于现场设备较多，运常会受到介质冲刷流动等各种频率的声音干扰，严重影响超声波检漏仪准确性以及使用人员的判断，致使超声波检漏仪无法满足现场真空查漏准确性、及时性要求，七电公司真空系统查漏多采用氦气质谱仪查漏。氦气质谱仪通常较贵重，日常使用需要注意及时维护，除设备本体外，对于吸枪在运送及存放也应特别注意不要损坏管束，七电公司在使用中即发生过由于吸枪内部橡胶管断裂造成设备运行异常事件。

1. 4. 真空系统查漏方法探索与提升

一般情况下，机组启停通常会带来真空严密性的变化，这个阶段通常伴随相关阀门未关闭严密等现象，在真空查漏前需要仔细确认。现场大部分管道及阀门均覆盖保温，对于管路中及阀门本体存在的漏点通常不易查找，无形中增加了真空系统严密性治理难度。七电公司在机组真空系统查漏实践中也在不断摸索并改进查漏方法，并创造出了温度感知查漏法。此方法原理如下：若真空系统附属管路及阀门存在漏点，受凝汽器真空影响，此管路及阀门温度会较环境温度低，且渗漏点越大温度越低，严重者甚至会出现结霜、结露现象；若温度异常升高，则基本存在阀门内漏情况。在机组运行时，可扒开凝汽器相连各附属管路保温，或在温度监测点用温度测量仪及人手触摸方式感知管道或阀门温度，即可初步判定此管路真空泄露情况，结合氦气质谱仪的配套使用，发现异常后逐步排查通常可以很快确定渗漏点位置。七电公司运用此方法，极大地提高了真空查漏的准确性及效率，此法可在各火力发电企业予以推广使用。

2. 结论

探索学习，永无止境。真空系统严密性治理中通常会遇到各类问题，需要技术人员具备高度的责任心与耐心逐一排查、确认、消除。七电公司在实践中将历次真空系统存在的漏点归纳总结为质量案例库并不断补充、更新及完善，在真空系统严密性降低治理中，对照标准开展工作，极大地提高了漏点查找、消除及治理效率，保障了机组安全、经济运行。七电公司四台机组真空严密性治理卓有成效，真空严密性数值常年保证在133Pa/min优秀值以下，最佳时甚至达到58Pa/min，汽轮机真空系统严密性治理取得良好成效，所采用的方法值得各火力发电企业借鉴、参考与推广。

参考文献

[1] 黄树红.汽轮机原理［M］.北京：中国电力出版社，2008.

[2] 魏小兵.凝汽器真空影响因素分析与提高真空的对策研究［D］.北京：华北电力大学，2008.

[3] 张艳萍，张光.凝汽器真空的影响因素分析及定量计算［J］.现代电力，2009,26（2）:52.

作者简介：

焦远昭(1992-)，男，工程师，毕业于东北电力大学热能与动力工程专业，主要从事汽轮机系统设备管理检修及维护工作

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