汽轮机真空系统严密性差的原因分析与处理

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