汽轮机真空系统严密性差的原因分析与处理.doc

汽轮机真空系统严密性差的原因分析与处理一、概述真空系统是凝汽式汽轮机的一个重要组成部分，其严密性的好坏直接影响整个设备运行的热经济性和安全性 。国家电力行业标准对真空系统的严密性要求非常严格。然而，由于设计、安装和运行、检修等方面的原因，以及设备的老化，机组在运行过程中时常出现真空偏低的现象，尤其是我厂#3#8机组现在做真空严密性试验时，多数情况不合格。因此，在机组运行过程中应密切监视真空系统真空值的变化，当真空较低时，分析引起真空下降的原因, 制定相应的解决对策并加以实施, 从而提高机组的经济性 。 针对我厂的实际情况，我们为此做了的大量的工作，但是，并未在根本上解决问题，因此，检修公司与设备部、发电部一起组成了攻关小组，从运行操作、检修质量入手，查找设备渗漏点，及时进行封堵，使真空泄漏率在合格范围内。二、凝结器真空形成的原因由于汽轮机的排汽被冷却成凝结水，其比容急剧缩小。如蒸汽在绝对压力4KPa时，蒸汽的体积比水容积大3万多倍。当排汽凝结成水后，体积就大为缩小，使凝汽器汽侧形成高度真空，它是汽水系统完成循环的必要条件。正是因为凝汽器内部为极高的真空，所以所有与之相连接的设备都有可能因为不严而往凝汽器内部漏入空气，加上汽轮机排汽中的不凝结气体，如果不及时抽出，将会逐渐升高凝汽器内的压力值，真空下降，导致蒸汽的排汽焓值上升，有效焓降降低，汽轮机蒸汽循环的效率下降。有资料显示，真空每下降1KPa，机组的热耗将增加70kj/kw，热效率降低1.1%。射水抽气器和真空泵的作用就是抽出凝汽器的不凝结气体，以维持凝器的真空。 对于汽轮机来说，真空的高低对汽轮机运行的经济性有着直接的关系，真空高排汽压力低，有效焓降较大，被循环水带走的热量越少，机组的效率越高，当凝汽器内漏入空气后，降低了真空，有效焓降减少，循环水带走的热量增多。通过凝汽器的真空严密性试验结果，可以鉴定凝汽器的工作好坏，以便采取对策消除泄漏点。真空系统的漏空气量与负荷有关，负荷不同，处于真空状态的设备、系统范围不同 ，凝汽器内真空也不同，漏空气量也不同 ，而且相同的空气漏量,在负荷不同时真空下降的速度也不一样。为此，法规规定，做真空严密性试验时，负荷应在80%额定负荷（有的机组是在额定负荷）下进行。真空下降速度小于0.27kpa/min为合格，超过时应查找原因。三、真空严密性差的危害汽轮机真空严密性差的危害主要表现在以下三个方面，一是真空严密性差时，漏入真空系统的空气较多，射水抽气器或真空泵不能够将漏入的空气及时抽走，机组的排汽压力和排汽温度就会上升，这无疑要降低汽轮机组的效率，增加供电煤耗，并可能威胁汽轮机的安全运行.另一方面，由于空气的存在，蒸汽与冷却水的换热系数降低，导致排汽与冷却水出水温差增大。二是当漏入真空系统的空气虽然能够被及时地抽出，但需增加射水抽气器或真空泵的负荷，浪费厂用电及工业用水。三是由于漏入了空气，导致凝汽器过冷度过大，系统热经济性降低，凝结水溶氧增加，可造成低压设备氧腐蚀。四、真空系统渗漏点的查找方法（一）运行机组检查运行参数1）轴封压力 包括大、小机轴封压力是否过低，轴封回汽是否开度过大，两者调整不当都会造成轴封失效。2）真空泵电流 通过观察电流的变化，可判断真空泵是否工作正常，如电流异常应检查系统阀门开关情况。3）轴封加热器疏水水位轴加疏水一般排至凝结器，疏水水位必须维持正常，如无水运行，将导致轴封失效严重漏汽。4）给水泵密封水回水情况 回水有密封水箱在地面以下，水箱跟大气相通，中间设置水封管，正常运行时引至凝结器喉部，水封管失水将导致管道与凝结器连通大量漏空气。 5）循环水供水压力 循环水泵运行方式选择不当，造成冷却水量不足，将会严重影响凝结器的运行真空。（二）停机机组 凝结器灌水找漏 真空系统包含大量的设备及系统，连接的动静密封点多，在轻微漏空气的情况下很难发现漏点，因为空气往里吸，不够直观，多数情况下使用的方法是在机组停机后对真空系统进行灌水找漏。这种方法比较直观，漏点极易被发现，缺点是由于设备的原因，灌水高度最高只能到汽缸的最低轴封洼窝处，高于轴封洼窝的地方因为水上不去而不易发现，特别是与汽轮机汽缸相连接的管道系统。五、判断泄漏点位置的方法1）凝结水溶氧含量的大小 真空泄漏点发生在热水井以上部位，漏入的空气大部分被真空泵抽走，对凝结水溶氧含量的影响较小。如泄漏点在热水井以下部位，凝结水溶氧含量超标。2）凝结器两侧传热端差的比较 不同压力等级的疏水排入疏水扩容器，与扩容器相连的负压系统发生泄漏，则凝结器的传热端差将会异常增大。3）凝结器真空和排汽温度的比较 发生泄漏的一侧凝结器真空值低，排汽温度偏高。4)手动开启本体、抽汽及其他与凝结器连通的疏水阀 维持阀后正压，检查就地管道及真空值和真空泵电流变化情况，如有泄漏，可在正压情况下检查阀门冒汽情况或观察真空的变化。但对于压力较高的阀门，开启时应慎重，防止开关后阀门出现内漏。5）氦质谱检测仪找漏 使用氦质谱检漏仪检测真空泵或抽气器排出的混合气体中含氦气的浓度,根据这一浓度来衡量被检测部位泄露的程度,因氦气的分子小渗透力强以及不易和其他物质发生化学作用,加上氦质谱检漏仪具有灵敏度高、性能稳定等优点.所以,对真空系统进行全面分析,结合氦质谱检漏技术已成为目前汽轮机真空系统检漏最先进的方法. 氦质谱检漏仪的使用方法是：将仪器测试口配接的探头连在凝汽器真空泵的排大气出口处(或置于射水池边)，此时根据机组运行状况及性能参数初步排查出真空系统中的可疑漏点；再对可疑漏点喷吹适量氦气，如果存在漏点，氦气则由此进入真空系统并从排气口排出；然后通过吸枪吸入氦质谱仪，仪器的响应程度直接反映漏点的泄漏状况，并以仪器上所显示的数值进行检测和判断。六、重点检查部位和消除方法(1)主机和小机的高、低压排汽侧轴封轴封供汽突然中断或轴封供汽压力过低，以及端部轴封间隙大，此时大量空气将漏入凝汽器，导致真空急剧下降。消除方法：合理调整轴封压力；提高检修质量、轴封间隙按标准的下限调整。(2)凝汽器的喉部 运行中由于温度、压力和振动的影响，凝汽器喉部伸缩节焊缝常被拉裂而产生泄漏。此处漏点较隐蔽，采用氦质检漏不易发现，此时应采用灌水查漏法。(3)主机和小机的低压缸结合面 汽缸制造、检修、安装质量有问题，汽缸法兰结合面不严或有残余应力存在，机组投运后出现漏汽。机组启动、停止过程中加减负荷过快，汽缸夹层和法兰加热装置使用不当；停机后汽缸保温打掉得过早或检修后保温包得不好，停机后缸温下降过快或者汽缸进冷汽、冷水等，使汽缸内外壁和法兰内外壁温差过大，致使上下缸结合面吻合度不好，局部产生间隙，大量空气由此进入排汽室，造成真空度下降。消除方法：可采用新型耐高温密封胶条，在每个排汽缸的下缸中分面上铣出密封槽，在槽内填压特制密封胶条，形成一道闭环式的密封带。（4）主机和小机的自动排大气门 防爆膜破损和螺栓紧力不够均会使空气进入排汽缸，使真空度下降。 消除方法：利用大、小修机会更换防爆膜；紧固螺栓；在漏气部位涂抹密封胶;将石棉纸换5）本体甲、乙疏水扩容器 由于部分疏水门泄漏及设计不合理，造成高、低压扩容器热负荷增大，疏水温度升高，真空降低 ，真空泄漏率升高 。 疏水扩容器筒体、管道、焊口有裂纹和砂眼，导致真空度下降。 消除方法：主汽和再热疏水系统优化 ，有效地减轻本体疏水扩容器的热负荷，减小本体扩容器的振动以及将裂纹补焊，提高机组的安全性及真空。 （6）高压缸法兰、螺栓加热柜 加热柜的疏水管是接入凝汽器的，此处正常运行时为负压，对真空严密性有影响。另外，变截面处，加热柜的薄板与汽缸焊接时如焊接工艺没有处理好，易出现应力集中，特别是在机组启停时，此处的应力集中更大，极易出现裂纹。加热柜进汽和排汽管法兰不严、汽缸螺栓螺帽下部平底垫片与汽缸法兰螺栓密封面不平、汽缸法兰螺栓倒栽在下汽缸的丝扣底部部分工艺孔漏汽，均会使空气沿疏水管进入凝汽器，导致真空系统严密性不合格。消除方法：补焊裂纹、更换螺栓垫片（7）与凝结器负压系统相连接的法兰、阀门、管道、焊口、水位计、热工表计等 抽气器、低加系统疏水门、空气门；小机排汽系统、排汽蝶阀以及各疏水门；真空破坏门及管道；凝结器汽侧人孔门；二级旁路及疏水各阀门；疏水联箱阀门；热工压力表、真空变送器各表管和锁母漏气；水位计、法兰不严密以及管道腐蚀、焊口出现裂纹等，均会使空气进入凝结器，导致真空度下降。消除方法：紧固、紧阀门盘根、裂纹补焊、更换腐蚀的管道。（8）水封筒及轴封二漏 排水管疏水U型管水封破坏、 水封筒出现砂眼以及轴封二漏压力低也会导致真空度下降。 消除方法：补焊砂眼、恢复水封、调整轴封二漏压力（9）七、八段抽汽和汽缸底部已拆除的盲肠管 检查七、八段抽汽法兰及阀门，重点检查各封头。消除方法：螺栓紧固、补焊处理、拆除盲肠管十、射水抽气器 由于射水抽气器长时间运行和工作水源不清洁及喷嘴进口边材质强度、硬度、耐磨性不够，造成喷嘴边缘冲蚀严重扩散管氧化腐蚀穿孔，使射水抽气器工作恶化，效率低，并使各部结合面密封不良，造成运行中有空气进入，影响真空系统严密性。消除方法：对泄漏点进行封堵、更换射水抽气器.七、注意事项（1）找漏工作负责人应找有责任心和工作经验的人担当，自始自终，避免中途换人。（2）找漏工作应由上至下按系统逐一查找，发现漏点及时进行封堵。（3）使用氦质谱检漏仪时，氦气一次不要喷的太多，尽量把范围缩小。（4）漏点封堵后，过一段时间要再次回检，发现重复泄漏及时重新封堵。（5） 查漏中注意不要误碰运行设备。真空系统严密性作为