汽輪機真空系統(tǒng)泄漏點的查找與分析

1、汽輪機真空系統(tǒng)泄漏點的查找與分析摘要：汽輪機真空系統(tǒng)的建立是機組投產(chǎn)時一個主要考核指標，真空系統(tǒng)嚴密性與否將直接影響機組的安全性與經(jīng)濟性。文中對影響汽輪機真空嚴密性的原因進行分析, 同時提出解決措施, 對存在共性的機組具有一定的借鑒意義。 關(guān)鍵詞：真空系統(tǒng)；泄漏點；查找；措施 某電廠2640MW 超臨界機組，汽輪機為北重阿爾斯通電氣設(shè)備有限公司生產(chǎn)的超臨界壓力汽輪機，型式為超臨界、單軸、一次中間再熱、四缸四排汽、純凝汽式汽輪機。該機組在整套試運期間真空嚴密性非常優(yōu)秀， 具體數(shù)據(jù)為: A 凝汽器0.034KPa/min，B 凝汽器0.002KPa/min，A、B 凝汽器真空平均下降率為0.018

2、KPa/min，真空嚴密性優(yōu)良。 一、提高汽輪機真空系統(tǒng)嚴密性的管理措施 為確保汽機真空系統(tǒng)的嚴密性達到設(shè)計要求，杜絕系統(tǒng)泄漏，提高汽機真空度，管理單位組織了參建單位采取了下列具體措施： 1. 組織措施 安裝單位成立由專業(yè)工程處負責(zé)人、專業(yè)工程師、質(zhì)檢員、班組長組成的專業(yè)小組。專業(yè)負責(zé)人全面負責(zé)真空系統(tǒng)的施工，包括方案制定、工藝制定、過程監(jiān)督及驗收。 2. 技術(shù)措施 安裝單位在施工前專業(yè)工程師編寫作業(yè)指導(dǎo)書，焊接工藝卡，管道安裝工藝卡，法蘭連接工藝卡，確定真空系統(tǒng)范圍，并報監(jiān)理公司審核。 3. 管理措施 將焊接無損檢驗提高驗收等級；對各系統(tǒng)閥門均進行嚴格檢查，并作嚴密性試驗，不合格堅決不予使用

3、；所有的系統(tǒng)管道由專職人員檢查管內(nèi)清潔度，經(jīng)確認合格后放可對口焊接；嚴格執(zhí)行各工藝卡內(nèi)容，監(jiān)理和項目部專業(yè)人員監(jiān)督到位，使管道、法蘭安裝等全面處于受控狀態(tài)；對汽輪機中低壓連通管、軸封端蓋、防爆門等密封面的清理檢查工作嚴格把關(guān)，嚴格按制造廠要求進行施工，將安裝精度控制在制造廠標準或驗評標準范圍內(nèi)，小汽機排汽蝶閥的關(guān)閉限位也通過灌水試驗檢查予以確認。 二、提高汽輪機真空系統(tǒng)嚴密性的施工措施 1. 分部試運期間 在真空系統(tǒng)安裝結(jié)束后，安裝單位對凝汽器進行了兩次灌水查漏檢查，每次灌水的高度均至汽封洼窩下100mm處，將系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)的漏點逐一進行排查和消除，灌水前凡是與真空系統(tǒng)相聯(lián)接的管路、設(shè)備及閥門等均

4、投入：低壓缸汽缸疏水管、高中壓汽門和門桿漏汽；凝汽器與#7、#8 低加及本體附件；凝泵吸入側(cè)管路凝汽器疏放水集管及管路疏放水至凝汽器的一次門（包括所有與凝汽器汽側(cè)相連的管路）；汽機本體、給水泵汽輪機軸封管路及疏放水管路；再熱冷段（排汽口至逆止門管段和疏水管）；高低壓加熱器及疏水管、軸封冷卻器；真空抽汽系統(tǒng)（抽汽口至真空泵前管段、閥門）；凝送泵至凝汽器補充水管路，汽動給水泵汽輪機排汽閥至凝汽器接口段等設(shè)備系統(tǒng)管道；每發(fā)現(xiàn)一處漏點即停止灌水，將漏點處理完再進行灌水，灌水合格后再將水位降至運行狀態(tài)。將凝汽器熱水井補至正常水位，啟動凝結(jié)水泵，維持凝結(jié)水泵入口管路及各雜項用水管路為正壓狀態(tài)，排除了由于系

5、統(tǒng)閥門不嚴密對真空系統(tǒng)的影響；向軸封加熱器水封及真空破壞門水封注水，進一步保證系統(tǒng)的嚴密性。在預(yù)干抽真空期間，對系統(tǒng)中灌水查漏所檢查不到的部位進行了重點檢查（低壓缸防爆門連接法蘭、中低壓缸連通管大法蘭、小機排汽管防爆門、凝汽器儀表管接頭等），消除檢查出部分漏點。因此真空系統(tǒng)干抽試驗結(jié)果為-60kPa，比以往機組優(yōu)秀很多。 2. 調(diào)試期間 調(diào)試單位從真空系統(tǒng)調(diào)試開始，分別完成了真空系統(tǒng)熱工保護測點校對、氣動關(guān)斷門及電磁閥動作試驗、系統(tǒng)聯(lián)鎖保護和報警試驗、真空泵試運及凝汽器試抽真空等常規(guī)調(diào)試工作，此后對系統(tǒng)進行消缺和完善，確認系統(tǒng)滿足機組整套啟動和試運行要求。2011 年1 月25 日至2011

6、年2 月21 日真空泵進行了分部試運，2011 年3 月5 日汽機試抽真空，在對相關(guān)系統(tǒng)進行了隔離后，在不投軸封加熱器，高、低加汽側(cè)全部投入，啟動三臺真空泵的情況下, 凝汽器壓力可達41.07kPa（真空60 kPa），干抽真空比以往機組優(yōu)秀。2011 年4 月10 日，軸封系統(tǒng)首次投入，維持壓力自動正常。大機啟動和低負荷運行時，軸封供汽由輔汽供給，隨后在冷再蒸汽參數(shù)達到軸封供汽要求時，軸封供汽汽源自動切換為冷再供汽，最終實現(xiàn)自密封。2011 年5 月6 日22:49 停止運行真空泵，選凝汽器B開始做真空嚴密性試驗：機組參數(shù)：負荷 488MW主蒸汽壓力：23.17Mpa 主蒸汽溫度：535凝汽

7、器A 壓力：5.49Kpa 凝汽器B 壓力：5.02Kpa 真空下降情況如表1 所示： 取后5 分鐘壓力下降值計算真空下降率為： 凝汽器A ：0.034KPa/min 凝汽器B ： 0.002KPa/min 凝汽器A、B 的真空平均下降率為0.018KPa/min， 真空嚴密性優(yōu)良。3. 機組整套試運期間在機組空負荷、帶負荷及滿負荷試運期間，調(diào)試單位根據(jù)設(shè)計與實際安裝的軸封間隙的偏差，對軸封供汽壓力進行調(diào)整，保證軸封處不漏真空；嚴格控制軸封加熱器的正常水位，防止水位過高使軸封回汽不暢及水位過低易漏空氣對機組真空的影響；嚴格控制凝汽器熱井水位在正常值附近，防止由于水位過高而使抽空氣管進水，從而造

8、成真空泵出力下降的情況；根據(jù)機組運行情況調(diào)整運行參數(shù)，盡量降低凝汽器端差使真空得以保證。 三、總結(jié)及分析 如何提高汽輪機真空系統(tǒng)嚴密性，可歸結(jié)為以下幾個方面： （1）在真空系統(tǒng)安裝結(jié)束后，安裝單位對凝汽器進行了兩次灌水查漏，將系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)的漏點逐一進行排查和消除，為后來的系統(tǒng)嚴密性試驗打下了堅實的基礎(chǔ)。 （2）在進行真空系統(tǒng)嚴密性試驗之前，調(diào)試單位組織運行及安裝等單位對系統(tǒng)做了嚴格的檢查及隔離，系統(tǒng)管道盡可能做到了100% 參加試驗，并對部分系統(tǒng)的運行方式進行了調(diào)整。 （3）真空系統(tǒng)嚴密性檢查：在實施系統(tǒng)嚴密性試驗過程中，根據(jù)機組的特點作好充分的準備，包括水源、廢水排放、合適放空點、支吊架確認、

9、壓力表的配備等。 （4）工程管理單位針對過程實施中產(chǎn)生的各種問題及具體情況，組織召開了多次專題會，將問題逐一解決，確保工程的質(zhì)量、進度按目標逐步推進。綜上所述，本工程汽機真空系統(tǒng)通過分系統(tǒng)試運，機組空負荷、帶負荷及滿負荷168 小時試運，真空嚴密性達到優(yōu)良，使機組在較好的真空下安全經(jīng)濟的運行。提高汽輪機真空系統(tǒng)的嚴密性，是依靠充分的組織協(xié)調(diào)工作、扎實的安裝工藝、精細的調(diào)試工作及優(yōu)質(zhì)的設(shè)備等多方面因素共同達成的結(jié)果。 四 汽輪機真空系統(tǒng)泄漏部位的查找 4. 1 泄漏點查找方法的選擇 凝汽器真空嚴密性差的問題是一個比較復(fù)雜的問題, 目前在實際工作中已摸索出了幾種行之有效的查漏方法。它們是: 灌水查

10、漏、火燭法、鹵素查漏法、超聲法、氦質(zhì)譜查漏儀?；馉T法和肥皂水沫法只能用來確定大量漏氣的漏點, 且費時費力、準確性差, 是通過觀察蠟燭火焰搖曳情況, 來確定漏氣位置。另外, 火燭法會威脅到氫冷發(fā)電機組的安全, 不適合該類機組對凝汽器真空的查漏。鹵素檢漏法的不足之處是響應(yīng)時間長, 檢漏儀的敏感元件如長時間處于濃度較高的鹵素氣體中易產(chǎn)生中毒效應(yīng)。超聲波檢漏法具有速度快、響應(yīng)及時、檢測方便等優(yōu)點, 但要求檢測員具有豐富的經(jīng)驗, 排除復(fù)雜的背景超聲, 且其精度只與泡沫檢漏法相當(dāng)。雖然氦質(zhì)譜檢漏儀可靠、靈敏度高, 但是也有其局限性, 在不明真空泄漏的情況下進行查漏, 需將閥門套及法蘭保溫拆除, 工作量很大

11、, 有時也難以取得預(yù)期的效果。 4. 2 在運行中采取灌水查漏 此法用于布置在地面以下的負壓管道, 如低壓加熱器至凝汽器的疏水管, 給水泵密封水的重力回水至凝汽器管道。 4. 3停機后真空系統(tǒng)灌水查漏 真空系統(tǒng)查漏必須在機組停運后, 高、中壓缸金屬溫度均低于150 以下方可進行。循環(huán)泵、凝結(jié)水泵全部停運前, 要確認低壓缸的排汽溫度低于50攝氏度。凝汽器注水前, 在凝汽器底部接出一根透明水管, 用來觀察凝汽器內(nèi)水位的高度, 灌水高度一般在低壓軸封洼窩以下100 mm 處。另外, 凝汽器注水查漏前, 汽缸本體、抽汽管道、再熱蒸汽冷熱段等的疏水及其它進入凝汽器的疏水要暢通30 min 以上。凝汽器注

12、水查漏時, 關(guān)閉以上疏水門, 防止冷水進入高溫管道及冷氣進入汽輪機造成汽缸上、下溫差超限。對于布置在地面以下管道, 應(yīng)打開蓋板進行檢查, 灌水后運行人員配合檢修人員共同檢查所有處于真空狀態(tài)下的管道、閥門、法蘭結(jié)合面、焊縫和堵頭, 凝汽器冷卻水管脹等處有否泄漏。 五 進一步提高真空度的建議 5. 1定期進行真空嚴密性試驗 對凝汽器真空嚴密性定期試驗, 若嚴密性不合格時, 應(yīng)及時對真空系統(tǒng)查漏、堵漏, 提高汽輪機運行效率, 降低廠用電率。 5. 2對經(jīng)常泄漏的汽封或軸封系統(tǒng)進行改造 選用一些密封結(jié)構(gòu)良好、長期運行后磨損輕微的汽封, 如蜂窩式汽封、側(cè)齒汽封等更換梳齒式汽封塊等傳統(tǒng)汽封, 可使密封效果有顯著提高。對供汽壓力不能協(xié)調(diào)匹配, 在運行中出現(xiàn)顧此失彼的高、低壓軸封, 可采用在軸封套上半部增加軸封進、出汽管, 以提高軸封套上半部軸封壓力, 進而提高了軸封密封效果, 防止漏真空。根據(jù)壓力匹配原則, 可對小汽機軸封送汽改為由主機的低壓軸封母管供汽, 而原有的汽源作為備用。同時在前軸封進汽管道上加裝手動門, 達到軸封進汽自動調(diào)節(jié)和手動控制。低壓缸中分面的