真空系統(tǒng)泄露問題及處理

真空系統(tǒng)泄露問題及處理摘要：凝汽器真空系統(tǒng)真空好壞與汽輪機(jī)的的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行緊密相關(guān)，但影響機(jī)組真空的因素多、真空系統(tǒng)范圍廣，真空漏點(diǎn)排查困難。本文總結(jié)了真空系統(tǒng)中易泄露真空薄弱環(huán)節(jié)及真空查漏的方法，提出了真空系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)漏點(diǎn)判斷的基本原則。關(guān)鍵詞：真空系統(tǒng)；真空漏點(diǎn)；薄弱環(huán)節(jié)；查漏的方法；漏點(diǎn)判斷；一、 刖言汽輪機(jī)凝汽器真空系統(tǒng)嚴(yán)密性是凝汽器工作性能的重要指標(biāo)，是影響汽輪機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的主要因素之一。嚴(yán)密性下降，當(dāng)抽真空系統(tǒng)不能及時(shí)將漏入的空氣抽走時(shí)，機(jī)組的排汽壓力和排汽溫度就會(huì)上升，這無疑要降低汽輪機(jī)組的效率，增加供電煤耗，并可能威脅汽輪機(jī)的安全運(yùn)行。另一方面會(huì)影響凝汽器換熱系數(shù)，同時(shí)會(huì)增加抽真空系統(tǒng)的負(fù)荷。機(jī)組的真空每變化1kPa，對(duì)煤耗的影響如下表：表1真空變化對(duì)煤耗的影響注：負(fù)荷和真空不同，每下降1kPa對(duì)煤耗的影響也不同；當(dāng)負(fù)荷或真空較低時(shí)，再每下降1kPa，對(duì)煤耗的影響更大。以上數(shù)據(jù)是在80%以上負(fù)荷，額定真空附近數(shù)據(jù)。全國(guó)火電裝機(jī)容量十一億千瓦余，發(fā)電量約51700億度，若按真空平均提高0.5kPa,平均影響煤耗1g/kWh估算，則年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤517萬噸，折合人民幣約35億元。二、 易泄露真空薄弱環(huán)節(jié)[1-5]1、 凝汽器熱井及低壓加熱器水位計(jì)凝汽器熱井、低壓加熱器水位計(jì)易出現(xiàn)漏點(diǎn)、缺陷，漏入空氣，造成嚴(yán)密性下降。2、 測(cè)點(diǎn)、儀表管真空的系統(tǒng)的測(cè)點(diǎn)、儀表管存在焊縫等影響系統(tǒng)嚴(yán)密性。3、 凝汽器汽側(cè)集水板濾網(wǎng)堵塞凝汽器汽側(cè)集水板濾網(wǎng)堵塞會(huì)造成淋水不暢影響換熱，高負(fù)荷時(shí)凝汽器熱負(fù)荷增加，換熱不及真空下降。4、 軸封加熱器軸封加熱器水位調(diào)節(jié)失靈導(dǎo)致水位偏低，多級(jí)水封無法建立，導(dǎo)致空氣漏入；或因軸加疏水易汽化導(dǎo)致無法形成水封，空氣漏入。5、 采用迷宮式水封的給水泵密封水回水水封給水泵密封水回水至凝汽器，水封無法建立，空氣漏入。6、 低壓缸防爆門、小機(jī)排汽防爆門、凝汽器人孔上述區(qū)域經(jīng)常由于密封不嚴(yán)，防爆門破裂造成空氣漏入。7、 凝汽器喉部膨脹節(jié)泄露運(yùn)行中由于溫度、壓力和振動(dòng)的影響，凝汽器喉部膨脹節(jié)焊縫常被拉裂而產(chǎn)生泄漏，此處漏點(diǎn)較隱蔽。8、 低壓缸結(jié)合面a、 汽缸制造、檢修、安裝質(zhì)量有問題，汽缸法蘭結(jié)合面不嚴(yán)或有殘余應(yīng)力存在，機(jī)組投運(yùn)后出現(xiàn)漏汽。b、 機(jī)組啟動(dòng)、停止過程中加減負(fù)荷過快，汽缸夾層和法蘭加熱裝置使用不當(dāng);停機(jī)后汽缸保溫打掉得過早或檢修后保溫包得不好，停機(jī)后缸溫下降過快或者汽缸進(jìn)冷汽、冷水等，使汽缸內(nèi)外壁和法蘭內(nèi)外壁溫差過大，致使上下缸結(jié)合面吻合度不好，局部產(chǎn)生間隙，大量空氣由此進(jìn)入排汽室，造成真空度下降。9、 低壓缸軸端汽封密封不良a、 低壓缸軸封間隙較大、密封效果較差。大修后應(yīng)嚴(yán)格檢查，確認(rèn)各間隙在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)。b、 軸封供汽管道在凝汽器內(nèi)部泄漏，或供汽末端通凝汽器疏水孔徑較大造成低壓缸軸封蒸汽直接進(jìn)入凝汽器。c、 軸封供汽管道的疏水閥門堵塞，或者疏水不暢。d、 軸封進(jìn)汽分支管道，距離噴水減溫器較近或者軸封減溫水霧化不良，導(dǎo)致軸封供汽的蒸汽微帶水、軸封溫度低，影響密封效果。10、 中低壓連通管與低壓外缸的連接法蘭中低壓連通管與低壓外缸的連接法蘭漏空氣，部分機(jī)組大修后出現(xiàn)中低壓缸連通管法蘭漏空氣，應(yīng)注意避免，嚴(yán)格監(jiān)督檢修工藝質(zhì)量。11、 凝結(jié)水泵機(jī)械密封、負(fù)壓區(qū)法蘭凝結(jié)水泵機(jī)械密封故障、負(fù)壓區(qū)法蘭泄漏造成空氣進(jìn)入，但對(duì)真空嚴(yán)密性影響較小，對(duì)凝結(jié)水溶氧影響大。12、 疏擴(kuò)至凝汽器疏擴(kuò)至凝汽器膨脹節(jié)破裂、各用戶至疏擴(kuò)管道破裂或閥門無法正常關(guān)閉均易導(dǎo)致空氣漏入凝汽器導(dǎo)致真空下降。13、 低壓加熱器本體及管路a、 加熱器本體及各管路、法蘭有裂紋或者泄漏。b、 加熱器本體放氣至無壓和各管路疏水至無壓管路、法蘭、閥門發(fā)生泄漏，空氣通過無壓返凝汽器。14、 抽真空系統(tǒng)a、 真空破壞閥泄漏，水封無法形成。b、 備用真空閥進(jìn)口氣動(dòng)門不嚴(yán)。c、 系統(tǒng)管路、法蘭泄漏。15、 至凝汽器的疏、放水（帶無壓疏、放水旁路）電廠部分系統(tǒng)疏、放水至凝汽器帶無壓疏、放水旁路，若無壓疏放水閥門不嚴(yán)或內(nèi)漏，空氣便會(huì)漏入真空系統(tǒng)。而無壓疏水系統(tǒng)往往部分串聯(lián)一起接入無壓放水母管，給查漏增加的難度。三、真空查漏的方法[6-8]真空系統(tǒng)包含大量的設(shè)備及系統(tǒng)，連接的動(dòng)靜密封點(diǎn)多，在輕微漏空氣的情況下很難發(fā)現(xiàn)漏點(diǎn)，因?yàn)榭諝馔镂?，不夠直觀，常用的查漏方法主要有燭火法、涂抹肥皂泡、灌水查漏、氦質(zhì)譜儀、鹵素檢測(cè)法、超聲波查漏等。1、 燭火法和涂抹肥皂泡檢漏兩種方法原理接近，通過觀察火焰搖曳或泡沫狀態(tài)來確認(rèn)漏點(diǎn)，二者皆只能用來確定的大量漏氣的漏點(diǎn)，且費(fèi)時(shí)費(fèi)力、準(zhǔn)確性差。另外，火燭法會(huì)威脅到氫冷發(fā)電機(jī)組的安全。2、 灌水查漏法當(dāng)停機(jī)時(shí)，在條件允許的條件下向凝汽器灌水，一般灌水至低壓缸軸封洼窩處，然后查找泄漏的地方，及時(shí)對(duì)漏點(diǎn)進(jìn)行處理，處理結(jié)束后再次灌水查漏，直至水位無明顯漏點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)是能直觀的發(fā)現(xiàn)漏點(diǎn)。缺點(diǎn)：1、必須是停機(jī)狀態(tài)下，且在冷態(tài)條件下，局限性較大；2、灌水高度只能到低壓缸軸封洼窩處，高于洼窩的地方無法檢查到；3、對(duì)于只有膨脹壓力才有的泄漏無法進(jìn)行檢查；4、不適用于空冷島檢漏。3、 氦質(zhì)譜儀檢漏鏈接氦質(zhì)譜儀器的分析器在凝汽器的真空泵一端，在可疑點(diǎn)噴氦氣，然后在真空泵端檢測(cè)，看是否能檢測(cè)到氦氣，如果檢測(cè)到氦氣則說明此可疑點(diǎn)泄漏。此方法能確定泄漏大體位置，并有一個(gè)相對(duì)值數(shù)據(jù)。缺點(diǎn)：1、設(shè)備使用較費(fèi)力，需要三到四人操作；2、氦質(zhì)譜法受環(huán)境影響較大，空氣流動(dòng)性對(duì)確定漏點(diǎn)造成麻煩。3、由于氦氣易揮發(fā)，特別是迅速上漂到一大片面積，難以定為漏點(diǎn)；4、空冷島上使用氦質(zhì)譜檢漏難度較大；5、在管道較多的位置基本難以確定漏點(diǎn)。4、 鹵素檢漏儀檢漏與氦質(zhì)譜儀類似，不在贅述。另外，當(dāng)鹵素元素濃度高時(shí)儀器出現(xiàn)飽和或中毒現(xiàn)象。5、 超聲波檢漏對(duì)于泄漏產(chǎn)生的超聲波，進(jìn)行波長(zhǎng)的倍減，使得泄漏超聲波的頻率，經(jīng)過幾次倍減，達(dá)到人耳能聽到的頻率，以達(dá)到識(shí)別泄漏點(diǎn)的目的。超聲波檢漏法是一種方便快捷的方法，首先操作簡(jiǎn)單，一人即可操作；而且能準(zhǔn)確確定漏點(diǎn)的位置，使堵漏較方便；應(yīng)用在空冷島上更是方便、快捷、準(zhǔn)確。缺點(diǎn)是，1、在倍減超聲波的同時(shí)，也倍減了其他噪音的頻率，解決不了噪音干擾的難題；2、由于周邊的噪音，使得泄漏超聲波被周邊噪音淹沒，很多漏點(diǎn)有誤判；3、檢漏不完整，遺漏和誤判多。整體而言對(duì)操作經(jīng)驗(yàn)有很高的要求。6、 新型檢漏設(shè)備-氮?dú)錂z漏儀氮?dú)錂z漏儀采用的示蹤氣體為5%氫氣+95%氮?dú)?，是一種安全的不可燃?xì)怏w。其工作原理與操作與氦質(zhì)譜儀類似。較氦質(zhì)譜儀相比，氮?dú)錂z漏儀成本更低，一是示蹤氣體比氦氣便宜，僅為氦氣價(jià)格的5%-10%。二是儀器本身成本便宜，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)便捷。氮?dú)錂z漏儀精度高，檢測(cè)下限5*10-8mbar.l/s，可檢測(cè)出極微小的漏點(diǎn)。四、 真空系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)漏點(diǎn)判斷1、 了解機(jī)組一些近期重要操作或者事故處理，是否有重大操作或發(fā)生異常情況判斷是否可能損害與真空系統(tǒng)相關(guān)的設(shè)備，影響真空。2、 了解凝結(jié)水含氧量，如果熱井水側(cè)漏入空氣將嚴(yán)重影響凝結(jié)水含氧量，致使凝結(jié)水水質(zhì)惡化。3、 通過凝汽器兩側(cè)端差比較，判斷疏水?dāng)U容器運(yùn)行情況，如果存在泄漏端差異常增大。4、 手動(dòng)操作與凝汽器相連閥門開度：了解汽輪機(jī)疏水系統(tǒng)閥門狀態(tài)，就地操作與凝汽器相連正壓蒸汽管路閥門，操作后正壓蒸汽充滿負(fù)壓側(cè)管道，判斷閥后管道是否存在漏點(diǎn)。5、 使用真空檢漏設(shè)備初步判斷具體漏點(diǎn)。五、 結(jié)論真空系統(tǒng)龐大且復(fù)雜，真空系統(tǒng)的泄露治理也較為困難。在遇到真空泄露問題時(shí)應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的特點(diǎn)及近期重要操作和故障進(jìn)行冷靜分析，縮小查漏范圍，最后輔助以真空檢漏設(shè)備查找漏點(diǎn)，維持真空泄露在合理范圍內(nèi)。平時(shí)應(yīng)加強(qiáng)真空系統(tǒng)的維護(hù)，保證真空系統(tǒng)正常運(yùn)行。參考文獻(xiàn):［1］ 萬鵬解決汽輪機(jī)機(jī)組真空嚴(yán)密性探討［J］鍋爐制造2005年6月2期.［2］ 諸德海200MW汽輪機(jī)真空系統(tǒng)漏泄處理措施［J］東北電力技術(shù)。2006.2月.［3］ 顧正浩提高國(guó)產(chǎn)300MW汽輪機(jī)真空嚴(yán)密性［J］電站輔機(jī)2008年12月.⑷董月，陳傲，宋愛林.淺談熱能汽輪機(jī)真空泄露的檢測(cè)及處理措施［J］.科海故事博覽■科技探索,2013.［5］ 胡偉.汽輪機(jī)真空嚴(yán)密性較差的原因分析及處理［J］.安