汽轮机组真空系统泄漏消除的措施

科技情报开发与经济SCI-TECH INFORMATION DEVELOPMENT＆ECONOMY2012年第22卷第24期

1600MW凝汽式汽轮机组真空系统运行情况

汽轮机组的真空系统的作用是用来建立并维持汽轮发电机组凝汽器的高度真空状态，降低汽轮机的排汽压力，使蒸汽的热能最大限度地转化为汽轮机的机械能，汽轮机的真空系统由蒸汽密封系统和抽真空系统两部分组成。在汽轮机启动之前，凝汽器内的高度真空是由汽轮机的抽真空系统的抽吸作用建立起来并维持的；在汽轮机启动后，抽真空系统的作用也只是将漏入凝汽器真空系统内部的不凝结气体（主要是空气）抽出并及时排入大气。这时决定凝汽器内的真空高低的因素主要是汽轮机中做完功后排入凝汽器内的乏汽对凝汽器铜合金管内循环冷却水的凝结对流放热情况的强弱，而乏汽对铜合金管内冷却水的凝结对流放热效果与凝汽器内铜合金管的换热面积、循环冷却水的平均温度（冷却水温度取决于当地的大气温度）、冷却水量3个因素紧密相关。以上情况说明，电厂在不同大气温度的环境下运行，要确保凝汽器内维持高度的真空状态，必须提高抽真空系统的抽吸性能，而且要保证凝汽器内有足够的蒸汽（乏汽）与冷却水换热面积和充足的循环冷却水量。汽轮机抽真空系统性能的优劣，是凝汽器建立并维持高度真空的一个首要条件，直接关系到凝汽式汽轮发电组的安全、经济运行。随着汽轮发电机组单机容量的不断增大，汽轮机的真空系统严密性差成为困扰电厂的老大难问题。

天津大唐盘山发电有限责任公司新投产的两台国产机组（分别为3号和4号），系由哈尔滨汽轮机厂设计制造的国产600 MW大型凝汽式汽轮发电机组，凝汽器抽真空系统配有3台性能优良的离心水环式真空泵及其附属设备，机组正常运转时两台离心水环式真空泵工作，一台离心水环式真空泵作为备用，事故情况下可随时进行切换并平稳投入运行，但在机组调试运行期间，却发现两台机组的真空值和传热端差均不符合设计时的参数要求，严重威胁到汽轮机发电机组的安全、经济运行。因为凝汽器真空值下降必将导致凝汽器汽空间空气的分压力升高，致使凝结水含氧量增加，对凝结水管道和轴封、低压加热器系统造成氧腐蚀，影响设备的安全运行。为此，必须认真研究、勇于实践，准确查找出影响凝汽器真空的主要因素。以前因为缺乏先进的严密性检漏技术手段，找到确切的泄漏点非常困难。随着氦质谱检漏技术手段的普及，检测泄漏点已变得准确而高效，而重要的是如何利用技术手段将发现的泄漏点从根本上消除，从而使凝汽器的真空达到设计要求，确保机组安全稳定运行。

2凝汽器真空系统泄漏的消除措施

（1）凝汽器真空系统高位灌水检查泄漏。天津大唐盘山发电有限责任公司充分利用每次机组大、小检修和临时检修的机会，实施凝汽器真空系统高位灌水检测，凝汽器水位每次都要灌到汽封系统洼窝以下，在不影响机组启动计划的前提下，尽可能长时间地保持高位灌水状态，这期间派巡检人员对灌水真空系统进行严格认真的巡回检查，若发现泄漏点，立即通知相关部门采取措施，进行彻底处理，确保凝汽器真空系统的严密不漏，把解决凝汽器真空系统泄漏问题的最基础工作做实做细，公司领导和专业高级主管高度重视，并制定出灌水查漏系统隔离操作标准，要求大家认真做好各项监督和检查工作。

（2）在轴封加热器疏水多级水封进口加装注水管道。汽轮机凝汽器的真空系统泄漏问题，不但与设备的安装检修质量有关，还与轴封系统是否能正常运行紧密相连，大量运行经验表明，轴封加热器的超低水位和无水位运行问题，以及轴封二次泄漏和轴封压力低于正常极限值的问题会影响设备的正常影响，对凝汽器真空造成很大的影响。

原来许多200MW及以下机组中曾经多次出现过轴封加热器无水位运行影响凝汽器真空的问题，主要是因为轴封加热器的疏水直接汇入凝汽器，若加热器内无水位运行，轴封加热器的疏水水封起不到水封的作用，通过轴抽风机使凝汽器与大气相通，从而使空气漏入凝汽器，降低机组真空。为此，天津大唐盘山发电有限责任公司除正常保留厂家设计的多级疏水水封以外，还在多级水封进口加装注水管道，在机组启动前用除盐水向多级水封注水，以保证机组启动时轴封加热器的疏水水封将凝汽

文章编号：1005－6033（2012）24－0136-03收稿日期：2012－10－09汽轮机组真空系统泄漏消除的措施

宋寿增

（山西电力职业技术学院，山西太原，030021）

摘要：通过分析天津大唐盘山发电有限责任公司3、4号两台600MW汽轮机真空系

统严密性差的原因及其危害，提出了消除汽轮机组真空系统泄漏的措施，保证了机组

安全、稳定、经济运行。

关键词：汽轮机组；真空系统；泄漏消除

中图分类号：TM311文献标识码：A

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器与大气隔离，保证轴封加热器的正常投运。

汽封二次泄漏因轴封蒸汽压力过低而影响真空的问题在天津大唐盘山发电有限责任公司引起各级领导的高度重视，经过对问题的分析和可行性研究后，在3、4号机组的二次泄漏管路上加装了阀门和压力表，对机组的相关系统进行了优化和改进，以便于运行人员及时参考调节和负荷变化时对其进行控制。

（3）将轴封供汽、回汽管路加粗。天津大唐盘山发电有限责任公司600MW机组的轴封供汽系统采用了轴封自平衡密封系统，即在机组启动和低负荷（40％额定负荷以下）运行时三路备用汽源（新蒸汽、再热器冷段蒸汽和辅助联箱蒸汽）中的任何一路都能向轴封母管供汽，而且3种汽源可以随时进行切换，以满足各轴封用汽。随着负荷的升高，轴封系统可以通过高中压缸轴封漏气实现高中压缸轴封的自密封用汽（70％额定负荷以上），最后高中压轴封的漏气还可以通过连接管供给低压轴封系统，从而使整个轴封系统的用汽实现自给自足，达到完全自密封用汽的良好效果。但是，在某一负荷区域内（40％～70％额定负荷），由于设计和安装的缺陷，轴封系统蒸汽母管压力只能维持23kPa～35 kPa，蒸汽压力低于低压轴封用气压力的数値，使低压轴封用汽不能满足实际需要，特别是夏季运行时这个问题更加突出，运行值班人员只好将冷再热蒸汽冷段蒸汽或辅助联箱蒸汽切换到轴封蒸汽母管内，使轴封蒸汽母管内压力达到40kPa以上，这样可使凝汽器真空提高0.4kPa～0.8kPa，但是正常运行中必须时刻注意监视各轴封向外漏气的情况，以防止机组轴承中的润滑油进水，对机组安全运行造成威胁。因此他们将轴封供汽、回汽的管道加粗，以满足不同负荷工况的需求。

（4）低压轴封供汽管道上加装手动调节门。由于每个轴封间隙存在一定的差异，对于相同的轴封供汽压力，不同的轴封泄漏的蒸汽不同，因此各段轴封压力没有一个统一的衡量标准，给运行值班人员的操作调节带来了困难。为此，天津大唐盘山发电有限责任公司的检修人员在4号机组各个低压轴封供气管路上增设了手动调节门，使轴封供汽母管压力维持在35kPa（设计参数）不变的情况下，将各个低压轴封供汽管道的供汽量手动调节好后并锁定，这样正常运行中只需将轴封母管压力维持在规定的范围内便可满足轴封供汽的要求。

（5）更换大容量的补充水泵。天津大唐盘山发电有限责任公司600MW机组凝汽器真空系统管路十分复杂，许多汽水系统与凝汽器真空系统相连接，比较大的汽水系统有低压加热器系统、轴封加热器系统、疏水系统、凝汽器补充水系统、事故疏放水系统等等。

与凝汽器补充水系统一样需要补充水的设施设备比较多，需要补充水的设备主要有闭式水箱、真空泵、化学溶药等，由于管道容量设计比较小，运行中各个设备之间相互“抢水”而造成补充水系统母管压力降低，使补充水泵流量增加，造成补充水泵过电流而跳闸，影响机组凝汽器的真空；在3号机组运行调试期间，还出现过由于凝汽器产生“虹吸”作用而将闭式水箱内的闭式循环水全部吸干的现象，为防止凝汽器“虹吸”现象的出现，只能将伸入闭式水箱的部分水管去掉。天津大唐盘山发电有限责任公司已利用2012年3号、4号机组分别小修的机会，改造补充水母管的用水设备，并更换了大容量的补充水泵。

（6）去掉凝汽器真空系统所有的排空气门和部分放水门。600MW机组真空系统直接与凝汽器相连的补水系统、低压加热器系统、事故疏水系统的管道上排空气门很多，系统复杂，操作检查步骤十分繁琐。运行实践表明，真空系统管路和阀门越多泄漏点也就越多，这些排空气门、排空气管路大都带有泄漏之处，而且对这些地方的严密性进行检测消除非常困难，这无形中给提高凝汽器真空保证机组安全运行带来很大的安全隐患，因此公司利用2012年3号、4号机组分别小修的机会，将与真空系统直接相连的所有排空气门和部分放水门去掉，使凝汽器真空系统的真空有了明显的提高。

（7）更换重要的指示和测量表计。运行值班人员对真空系统真空不好直观判断和进行调整的原因很大程度上是由于凝汽器压力表和轴封供汽压力表不准确而造成的。天津大唐盘山发电有限责任公司600MW机组的凝汽器真空的测量和指示表计使用不当，机组调试和正常运行初期发现DEH和OIS两种表计的真空指示值偏差就达1.5kPa，在做凝汽器真空系统严密性试验的过程中偏差值竟然达到2kPa，真空表计的不准确，使运行值班人员无法准确判断真空系统运行情况。轴封供汽压力表的指示误差更大，主要原因是安装使用了量程过大的表计，造成压力测量不准确，正常运行中，最大60kPa的压力竟然采用量程为2 MPa的压力表来测量，无法给予正确指示。为此，公司设备部对相关的设备做了及时的更换和调整，采用了更加准确和直观的指示和测量表计，为运行人员及时准确判断设备状况提供了更加便利的条件。

3结语

汽轮机凝汽器真空系统严密性泄漏问题具有一定的广泛性和综合性，涉及设备管理部门、检修维护部门、发电运行部门等，并且具有相当的技术难度。大唐盘山发电有限责任公司各级部门经过高效的协同合作，通过大量的专业技术实践，下大力气对两台600MW机组真空系统严密性做了很好的设备技术改进。汽轮机的真空严密性试验结果表明，真空系统的严密性有了极大的提高，凝汽器内的绝对压力由改进前的3.5kPa降至2.7kPa 左右的水平，并且能长时间保持，使系统真空显著提高，保证了机组的安全稳定运行，取得了节能降耗的良好效果。

（责任编辑：王永胜）────────────────

第一作者简介：宋寿增，男，1965年生，1991年毕业于华北电力学院热能动力工程专业，讲师，山西电力职业技术学院，山西省太原市，030021.

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