汽轮机真空系统查漏与处理

汽轮机真空系统查漏与处理

孙祥凯

国电投河南工程运维有限公司，河南  郑州  450000

摘要：真空严密性差是汽轮机在运行当中常遇到的问题之一，其严重影响了机组的安全、经济性。真空查漏对于机组运行，具有其常规性、必要性、重要性。在机组停机期间，灌水查漏作为电厂真空查漏常用手段。在部分机组当中，甚至成为停机期间必做的检测试验。

关键词：汽轮机；真空系统；查漏工作；总结

引言：汽轮机真空系统中的漏点将会严重地影响机组的安全和经济性，快速、高效地发现漏点并及时处理，对于改善机组的运行经济性具有重要意义。严格按照火电厂真空密封测试的要求进行测试，采用适当的检测手段和设备，确定可能出现的真空系统的泄漏部位，认真地分析设备中的各种异常情况，采取适当的检测措施，可以极大地提高检测效率。通过对某一真空系统泄漏事故的分析，发现该装置的真空系统密封性能不达标，经常会与一些异常现象一起发生，正确掌握和分析这些异常现象对于真空检漏意义重大，且为同类型机组真空系统检漏指明方向，具有较强的借鉴意义。

1汽轮机凝汽器真空的建立及形成理论

蒸汽机凝汽器真空的建立和形成可分为机组的起动和设备的正常工作状态两个阶段。机组起动时，凝汽器的真空通过抽气器排出，此过程中真空的速度和高度取决于抽气器的容量、性能和真空系统的紧密性。在机组正常运转时，若蒸汽进入凝汽器，由于冷媒作用，排出的蒸汽会被冷媒冷凝为水，从而使其体积急剧减小，在凝汽器里装满水蒸气，产生一个很大的真空。在实际操作中，通过4种方式提高凝汽器的换热系数。（1）在凝汽器中换热换热器时，若蒸气中含有氧等非凝固性气体，将会大大降低凝汽器的传热效率。（2）为了保证汽缸外部的空气不会进入汽轮机，在汽轮机最外层安装了一个汽封，操作人员应对其适当的调节，以防止冷空气进入到凝汽器，降低传热系数，从而对设备的真空产生不利影响。（3）对于使用了很久的设备，大部分设备的真空密封性能都很差，导致在涡轮的低压端或凝汽器中有些空气会泄漏到冷凝器，对传热产生影响。操作人员应积极配合检修，及时发现并排除漏点，加强设备的真空密封，增加冷凝器的传热系数。（4）装置运行一段时间后，凝汽器的冷却水中的杂质和淤泥会慢慢沉积到铜管的内壁，增加了冷却水的阻力，并对凝汽器的换热产生了一定影响。降低汽轮机的真空度会使冷却水中微生物的繁殖加快进程，为了确保汽轮机的安全和经济运行，在日常工作中常常使用反冲洗、热烘干法、高压冲洗等方法去除铜管中的淤渣，以改善铜管的传热性能，确保冷凝器内部的热传导，从而改善凝汽器的真空度。

2汽轮机真空查漏的方法介绍

2.1灌水查漏

灌水查漏的方法：在机组停机期间，利用除盐水泵向凝汽器补充除盐水，直至水位达到低压缸喉部膨胀节的上沿（低压缸汽封窝下100mm），具体水位高度可根据现场及机组具体情况做出适当调整。灌水前，一般会在凝汽器底部弹簧处加入支撑，确保灌水后凝汽器及其相关设备的安全，可视情况对汽轮机抽真空系统管道进行隔离。利用凝结水高度差所产生的静压，对汽轮机真空系统进行查漏。灌水查漏的优缺点：其优点为，方法简单，直观，全面反映了凝结水液面以下汽轮机真空系统的外漏点，且不需要额外增加设备就能完成真空检漏工作。其缺点为，检测范围有限，检测时机受限（对于水面以上无法查验，对于正在运行的机组无法查验）。

2.2氦质谱检漏

氦质谱检漏仪是一种根据质谱学原理，能够有效检测出氦气或者氢气的气密性检测仪器。测量方法为事先将吸枪放入真空泵排气口，将氦气喷入汽轮机真空系统可能的泄漏部位。氦气从汽轮机真空系统泄漏部位进入系统，又被真空泵排出，被氦质谱仪吸枪吸入，利用氦气物理性质，被检测出来。泄漏点越大，检测值越高。氦质谱仪检漏的优点是灵敏度高、灵活、测量准确。其缺点为需要大面积喷氦气，工作量大，且现场保温及现场设备环境极易影响查验效果。

3汽轮机真空提升的控制策略

3.1有效处置凝结器装置气体

解决汽轮机真空系统泄漏问题时，必须将侧积空气作为一个重要环节，更好地维护冷凝设备的使用品质，并确保与之配套的煤气资源能有效实施控制。从抽气管的设计角度，优化了与侧积空气有关的应用方案，使得更多的方案能更好地满足侧积空气管理的具体要求，并能为其适应侧积空气的合理控制要求提供一定帮助。加强对气流流动面积这个关键因素的关注，根据汽轮机的气体资源的排放特性，有效而全面地分析目前的天然气资源总量和组成状况，从而确保更好地实现大气资源的排放。

3.2信息采集及关键部位分析及汇总

汽轮机真空系统的泄漏往往伴随着一些附加性的参数变化。在查漏工作前，可以首先查看机组运行数据，及时捕捉机组参数异常变化。通过一些特定的异常参数分析，对上文中15处部位进行检索，可以判断出一些真空泄漏的大致位置，对查漏工作起到事半功倍的效果。因特定原因引起的真空泄漏，并对一些参数产生影响总结如下：1）因低压加热器疏水放水门误开或者内漏，多级水封不严密，疏水管道法兰不严，会导致低压加热器水位异常升高，甚至导致低加疏水无法完成逐级自流。另外，极易带来凝结水溶氧异常升高的现象；2）与汽轮机真空部分连接的阀门，如VV阀的误开或者低旁阀的内漏，往往伴随着其阀后温度异常升高；3）因设计缺陷导致单级水封或者多级水封高度不够，上级加热器疏水无法维持水位，被抽空，空气经水封进入系统；4）在一些带有U型弯管的轴封供汽管道或者疏水管道上，由于减温水喷水不均或者喷水过多、供汽管道暖管不充分，疏水不畅，造成了低压汽封供汽管堵塞。此时会带来轴封供汽压力低、供汽温度低等联带现象；5）凝结水泵、疏水泵漏空气会导致其相应泵电流波动大，出口流量异常波动。

3.3提升真空系统严密度控制水平

设计蒸汽机设备的真空系统时，必须充分认识到系统严格的控制工作，以达到控制气门泄漏的目的，更准确、更高效地满足生产要求，为完善的气体泄漏问题提供技术支持。研究真空系统严密度控制策略时，广大真空系统设计者应高度重视，以便在严格控制的前提下进一步完善和优化真空系统的严密度控制方案，为合理控制燃气泄漏问题提供技术支撑。同时，为了确保在严格的控制条件下能最大限度地优化凝汽器的使用，以及更好地控制气体浓度，在某些真空设备设定紧密性时，应加强对其温度的分析，并以其为依据，确定真空系统中的气体浓度变化状况，从而确定真空系统的漏气量。该方法能有效控制系统中的气体成分均衡，有助于合理控制真空系统的气密性。

3.4汽轮机真空查漏的实施及重点总结

在对汽轮机真空系统做全面的了解之后，分析掌握其常见泄漏部位。然后，调取其运行参数异常变化，可排除或者判断出一些特殊泄漏部位。紧接着可采用氦质谱仪进行重点检漏。由本章灌水查漏介绍可知，此种方法可有效排查出灌水液面以下真空泄漏的位置。在接下来的查漏工作中，我们可对灌水查漏液面以上部位，以及由参数异常分析出的部位做重点检查。事实上，在以往查漏工作当中，真空泄漏部位也往往集中于这些部位，如：低压缸结合面、低压缸防爆门、低压汽封、汽机平台的低压表计、低压缸汽封、低压疏水管道等。然而，在一些实践检测当中，检测仍无法查出其主要泄漏点。此时就要考虑一些易被忽略的位置，如：在一些机型当中，汽轮机主汽门、调门门杆末端漏汽连接着汽轮机真空系统，其阀杆泄漏也会造成真空泄漏；由低旁阀结构原因引起的空气从低旁阀密封处漏入；随着机组负荷降低，由正压降为负压的管道阀门；锅炉回收疏水排至凝汽器的管道放水门及连接的法兰。

4结论

火力发电厂的汽轮机真空提升直接关系到机组的经济效益，因此，必须从多个方面分析，制定具有针对性的真空提升对策，以减少能源消耗和能源的浪费，促进电厂向稳定、长久、健康的方向发展，提高经济效益。

参考文献：

[1]刘亿鑫，赵新宇.某电厂凝汽器真空低导致汽轮机跳闸分析[J].电气时代，2020(11):67-69.

[2]刘冰.汽轮机凝汽器真空下降的原因分析及处理[J].技术与市场，2020,27(9):78-79.

[3]乔跃江.汽轮机真空系统严密性降低的原因及解决措施分析[J].应用能源技术，2021(6):11-13.

[4]杨彪，杨博.1000MW燃煤机组引风机汽轮机真空偏低原因分析及改进[J].发电设备，2021,31(2):127-131+136.