汽轮机真空异常分析与处理

汽轮机真空异常分析与处理摘要：我国是世界上少数几个以煤炭发电为主的国家之一，虽然我国的煤炭资源十分丰富，但每年的消耗量也十分的庞大。如何高效的利用煤炭资源，是电力行业广泛关注的问题。关键词：真空值；异常；处理我国是世界上少数几个以煤炭发电为主的国家之一，煤电比例占总体发电量的75%以上。随着我国经济的快速发展，我国的电能供应量不断地上升。虽然我国的煤炭资源十分丰富，但每年的消耗量也十分的庞大。部分火力发电厂已经出现无煤可用，无电可发的尴尬场面。如何高效的利用煤炭资源，是电力行业广泛关注的问题。汽轮机真空值是影响机组运行经济性的主要因素，因此凝汽器的工作效能直接影响到整个汽轮机组的热经济性。通过对影响凝汽器真空因素的分析，我们可以找到真空下降原因。对症下药，才能有效的提高凝汽器的真空，最终提高机组热效率。1凝汽器的作用：凝汽器是电厂中的冷源设备，它共有三项作用：一是将排气凝结为水，回收工质。二是为凝结水真空除氧。三是将在汽轮机中做完功的蒸汽的排出压力尽可能的降低（建立并维持真空），从而使蒸汽在汽轮机中的可用焓降达到最大，提高汽轮机的工作效率[1]。2影响凝汽器真空的因素：2.1真空泵故障、汽水分离器水位低、工作水温高等导致真空异常下降。2.2管道安装（与凝汽器相连）阀门误关或法兰不严，导致真空异常下降。2.3凝汽器水位过高，淹没抽真空入口管，导致真空异常下降2.4凝汽器冷却水的入口水温。2.5给水泵密封水回水至凝汽器系统不严，导致空气漏入。2.6低压缸安全门（薄膜阀）不严，导致空气漏入。2.7低压轴封供汽压力不能满足需要，漏入空气。2.8凝结水泵进口法兰、凝泵水封泄漏也经常导致空气进入，造成凝结水溶氧不合格。2.9部分低加疏水管道、阀门不严，导致真空泄漏。2.10轴封加热器水位自动调节失灵导致水位偏低，水封无法建立，导致空气漏入。2.11凝补水箱水位过低，使凝补水至凝汽器漏入空气。3凝汽器的真空是否是越高越好？提高凝汽器真空最直接的方法就是增大凝汽器的冷却面积，或者增大循环水量。而这样做的结果将导致设备造价的提升和厂用电消耗的增大，提高了电能的生产成本。另一方面，每台机组末级叶片出口截面处都有一个确定的背压，若汽轮机真空低于其极限背压时，则汽轮机中的可用焓将不再提高，对机组的经济运行毫无帮助。此外，凝汽器真空过高时，汽轮机的排汽温度降低、湿度将会增大，蒸汽对汽轮机末几级叶片的冲蚀会增大；过高的真空，有可能引起汽轮机轴向推力增大，推力瓦温度升高，回油温度上升等危害机组安全运行的现象。因此，凝汽器真空并非越高越好，而是要综合考虑提高真空所增加的发电量与增加循环水量所多耗的电量之差为最大时的真空（即最佳真空）运行[2]。4机组运行中如何分析判断真空低：4.1真空系统严密性试验不合格；4.2凝结水的溶氧可能不合格；4.3真空泵的电流大于正常值；4.4凝汽器的端差大于正常值；4.5低压缸排汽温度高，冷源损失大，循环水的回水温度高于正常值；4.6当机组负荷下降时，真空不升高反而下降。4.7相同负荷下，真空低，耗煤量大。5凝汽器真空严密性的检验方法。在做此实验前，机组一般稳定运行在80~100%负荷之间，实验时抽气器的入口门严密，蒸汽参数稳定。缓慢关闭抽气器的入口门，同时密切监视凝汽器的真空变化情况，若关闭过程中凝汽器的真空下降较大，则立即停止实验，恢复运行状态查找原因。当入口门关闭稳定1min后，开始记录凝汽器真空下降速度。实验时间一般为8min。取后5min的平均值。平均每分钟真空下降小于0.1KPa/min为合格。6检查凝汽器漏点常用方法6.1烛火法：将蜡烛的火焰放在可能漏气的地方观察，如火焰被吸入，则证明该处漏气（此种方法不适用氢气冷却的发电机系统）6.2皂水泡沫法：将肥皂水涂抹在有可能漏气的地方，根据肥皂水泡沫是否被吸入来判断是否漏气。6.3上水查漏法：汽轮机停止后，对于用弹簧支撑的凝汽器，首先用螺栓将凝汽器支撑起来，然后往凝汽器内注入软化水，将凝汽器所有空气阀、疏水阀开放，当凝汽器内水位升至接近下汽缸时停止注水。检查各低压抽气系统、真空系统是否有漏水处，漏水点即为漏气点。6.4仪器查漏：氦质谱检漏仪检漏法、卤素检漏法和超声波检漏法等。7结合我公司两台机组的真空系统查漏经验及终结：我厂两台机组运行时做真空严密性试验，#1机合格（每分钟下降0.1KPa）；#2机真空严密性试验一直不合格（每分钟下降0.5KPa，且凝结水的溶氧一直超标，最高时达到270µg/L，而合格值是40µg/L，相差比较大）；通过对两台机组运行参数对比，确认#2机存在比较大的漏点后，对真空系统进行查漏，首先对跟凝汽器相连的负压系统进行调整，主要调整内容有：（1）给水泵的机械密封水回水是直接回凝汽器的，如果机械密封处不严，有可能漏入空气，导致真空下降。对这个问题，通过与当班人员的配合，将给水泵机械密封水回水至凝汽器手动门关闭，回水直接排地沟。但真空值没有变化，真空泵的电流也没有任何变化，这就说明给水泵的机械密封处不漏真空。（2）对轴加水位的调整，首先对轴加水封筒进行注水，调整水封筒至凝汽器的手动门，将轴加水位提高，发现机组真空明显升高1kPa左右，在设备部的配合下，将轴加水封筒至凝汽器手动门调整在合适的位置，使机组真空平均升高1.0kPa，但在一台真空运行时，真空值在相同的条件下，仍然低于#1机组，做真空严密性试验时，真空每分钟下降0.5kPa，不合格。真空系统主要漏点仍然没有找到。（3）对与凝汽器负压系统相连的排地沟管进行查找，包括地沟内的，对每一处地沟上的盖板都掀起检查有没有管道损坏导致漏真空的，最后没有发现管道损坏与阀门内漏导致漏真空的，对人员能接触到的设备都查找了一遍，仍然没有发现漏点。由于凝结水的溶氧一直高，所以领导决定对与#2机负压系统相关的所有阀门的法兰、盘根紧固一次，在设备部检修人员与运行人员共同努力下，共对负压系统170个阀门进行紧固，发现有多处阀门的盘根松动，尤其是低加疏水系统的阀门，后来分析主要是因为低加的水位需要经常调整，疏水门操作次数多了，盘根就会松动，其它盘根松动的阀门也都是因为经常操作。这次紧阀门盘根工作取得比较好的效果，凝结水溶氧由之前的270µg/L下降至50µg/L，基本接近合格值。但真空系统严密性试验仍然不合格。（4）对高低压轴封供汽压力进行调整，低压轴封供汽压力由35kPa调整至45kPa，高压轴封压力由10kPa调整至20kPa，轴封漏气量明显变大，但真空没有变化，说明轴封系统没有问题。对低压缸上面的中压缸排汽至低压缸联通管进行检查，由于没有查漏设备，只靠人用香的烟来判断是否有漏点，结果没有查出漏点。由于真空系统的漏点存在时间较长，影响机组的经济性运行，由运行部提议，购买了一台氦质谱查漏仪，2010年3月，用氦质谱查漏仪查找出#2机的真空泄漏点，位置在中压缸排气管至低压缸外缸的法兰连接处漏，法兰处温度在200℃左右，内径1米左右，包着保温，机组运行时很不方便查漏。通过检修人员紧固法兰，机组真空升高了1kPa，一台真空泵能维持机组最大真空。后来再次用氦质谱查漏时，发现原紧固的法兰处还有漏点，通过分析，可能是法兰垫片损坏，再紧固已起不了作用；还有就是紧靠法兰上面的不锈钢膨胀节有损坏，造成漏真空。由于两处靠的比较近，氦气比空气轻，会飘到上面，所以没有办法确定是哪一个有漏点，在机组运行时只有一起处理。通过设备部对漏点的处理，#2机真空严密性试验已合格，试验时真空每分钟下降0.27kPa，达到试验的的要求。8结论在电厂日常运行中，影响凝汽器真空的因素是多种多样的。很多时候凝汽器真空的下降，是多方面因素共同触发导致的结果。如循环水和锅炉供水水质不合格，凝汽器铜管内外结垢致使换热恶化；抽气器工作效率下降；凝汽器纯在微小漏点等，这些因素出现一个可能不会对真空造成严重的影响，可综合作用起来却可以使真空大幅下降。而有的因素一旦出现就能严重影响凝汽器真空，威胁机组安全运行。如循环水泵故障，凝汽器冷却水中断；真空泵停止工作；凝汽器严重满水等。这就要求运行人员一定要密切注意汽轮机各参数的变化，发现问题，及时处理。希望通过本文的分析，能够对真空状况较差的机组提供帮助。本着“以防为主，快速治理”的原则，使汽轮机安全高效的运行。[参考文献][1]潘宏刚，易东来等.汽轮机叶轮振动实验装置研发[J].沈阳工程学院学报，2013-10:314~316.[2]华东电业管理局.汽轮机运行技术问答.中国电力出版社，2006-09: