#1汽輪機真空降低的原因分析和處理

揭志成

摘? 要：廣州某電廠#1機自投產(chǎn)以來在額定功率運行一臺水環(huán)真空泵真空一直維持在-91 kPa左右，真空嚴密性多次試驗在0.15 kPa/min～0.26 kPa/min。至2018年8月#1機停機檢修完成后，啟動發(fā)現(xiàn)#1機在額定功率下運行一臺水環(huán)真空泵真空只能維持-85 kPa，針對現(xiàn)場這種情況做真空嚴密性試驗時，由于真空下降過快，而不得不立即停止真空嚴密性試驗，恢復(fù)運行工況。該文論述了對此問題的原因分析和處理，對同類型機組類似問題的解決具有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：汽輪機;真空;原因分析;處理

中圖分類號：TK26? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

廣州某電廠#1汽輪發(fā)電機組為廣州廣重汽輪機廠生產(chǎn)的型號為N12-3.8//390℃，型式為中溫、中壓、冷凝式汽輪機。在投產(chǎn)近一年的運行中做真空嚴密性試驗時，多數(shù)情況下良好。2018年8月#1機組停機檢修后再次開機發(fā)現(xiàn)#1機組真空較之前有大幅下降，真空嚴密性試驗由于真空下降過快而不得不立即停止。為此廠領(lǐng)導(dǎo)指示申請再次停機檢查真空降低的問題。

1 真空形成的原因

該廠凝汽器為表面式、列管式、臥式熱交換器，采用單殼體、對分兩流道、兩流程結(jié)構(gòu)型式，本體由殼體（帶有水室和熱井）、前水室蓋、后水室蓋、彈簧支座組成。相對汽輪機組中心線橫放在排汽缸下面，上面通過排汽縮頸與排汽接管剛性連接，下部通過4組彈簧支座與建筑基礎(chǔ)彈性連接，循環(huán)水冷卻水接口從側(cè)向接入水室，采用下進水上出水方式，通過法蘭與外部循環(huán)水管道連接。汽輪機組運行中排汽被快速冷凝成為凝結(jié)水，這樣一來汽輪機排汽的比容就快速下降，這就使凝汽器處于真空狀態(tài)。假如此時蒸汽的絕對壓力數(shù)值等于4 kPa時，那么此時蒸汽狀態(tài)下的體積是水狀態(tài)下的容積的3萬倍左右。一旦排汽冷凝成凝結(jié)水之后，那么其體積就會大大地減小，最終使凝汽器汽側(cè)成了真空狀態(tài)，上述因素也是完成汽與水之間正常循環(huán)的必要條件。一般凝汽器汽側(cè)處在較高的真空狀態(tài)，一旦相關(guān)設(shè)備不嚴就會向凝汽器內(nèi)漏入空氣。此時的凝汽器中除了有汽輪機排汽后未凝結(jié)的氣體，還有相關(guān)設(shè)備漏入的空氣，如果不及時進行抽氣處理，那么其內(nèi)部的壓力值就會不斷攀升，進而真空降低，最終造成蒸汽排汽焓值攀升，而有效焓降減小，最終蒸汽循環(huán)效率大大降低。真空數(shù)值的降低也會造成汽輪機的汽耗、熱耗增加。

2 真空嚴密性差的危害

汽輪機的真空嚴密性降低有較多的危害，可以總結(jié)為3個大的方面：第一個方面是嚴密性差會造成較多的空氣漏入真空系統(tǒng)，如果水環(huán)水環(huán)真空泵不能夠及時地把空氣進行抽取，這就會造成機組的排汽壓力與溫度不斷攀升，從而降低了機組工作效率，嚴重時還會對機組的正常運行產(chǎn)生安全隱患;第二個方面是盡管水環(huán)水環(huán)真空泵能夠及時抽出漏入的空氣，這需要加大水環(huán)真空泵的出力，這對電和水是一種較大的浪費;第三個方面是由于嚴密性差而漏入的空氣會導(dǎo)致機組熱經(jīng)濟性極度下降，增加了凝結(jié)水中的含氧量，從而對相關(guān)的低壓設(shè)備帶來一定的氧腐蝕性。

真空數(shù)值的高低對汽輪機的經(jīng)濟性有著較大的影響，真空越高，那么其排汽壓力越低，從而有效焓降數(shù)值越大，極大地提高了機組的運行效率。真空越低，那么有效焓降越小，機組的運行效率越低。

真空系統(tǒng)漏空氣量與其負荷有較大的關(guān)系，不同的負荷值，設(shè)備的真空狀態(tài)的范圍也不相同，凝汽器內(nèi)的真空程度也不相同。與此同時，負荷不相同的情況之下，凝汽器內(nèi)真空下降的速率也有差別?；谏鲜鲆蛩匾?guī)定，在進行真空嚴密性試驗過程中，汽輪機負荷穩(wěn)定在80%額定負荷以上。試驗備用水環(huán)真空泵正常，切除低真空保護，停運行水環(huán)真空泵、連鎖關(guān)閉水環(huán)真空泵入口汽動蝶閥。30 s后開始每0.5 min記錄機組真空值一次，共記錄8 min，取其中后5 min內(nèi)真空下降值計算。經(jīng)查詢相關(guān)資料機組容量小于100 MW，真空下降速率需小于0.40 kPa/min，一旦大于上述數(shù)值，必須及時尋找原因。

3 真空降低的原因分析

引起真空降低的原因主要有：1）循環(huán)水不足及中斷。2）循環(huán)水水溫升高。3）后軸封供氣中斷。4）水環(huán)真空泵故障。5）凝汽器熱井水位過高。6）凝汽器結(jié)垢。7）真空系統(tǒng)不嚴密。

通過上述原因分析及結(jié)合該廠運行實際情況逐一排除初步認為是真空系統(tǒng)不嚴密，故采用凝汽器汽側(cè)灌水查漏。

4 凝汽器汽側(cè)灌水查漏

首先將凝汽器彈性支撐轉(zhuǎn)換成剛性支撐，在凝汽器熱井磁翻板水位計球閥后接一透明軟管作為臨時水位監(jiān)測用，接至汽輪機前軸封洼窩下100 mm處綁牢固定。然后開啟除鹽水泵、打開除鹽水泵出口至凝汽器汽側(cè)注水門，灌水過程中注意觀察臨時水位計水位高度變化，灌水至排汽缸軸封洼窩下100 mm立即關(guān)閉除鹽水泵出口至凝汽器汽側(cè)注水門，停止灌水。水位維持2 h。通過現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)：

（1）#1號機組A水環(huán)真空泵入口壓力表接口有部分水滲漏。

（2）#1號機組B凝結(jié)水泵入口濾網(wǎng)底部放水孔堵頭有部分水滲漏，如圖1所示。

（3）#1號機組凝汽器汽側(cè)人孔門（靠#1號機凝結(jié)水泵側(cè)）有水滲漏，如圖2所示。

（4）#1號機組一段抽汽安全閥底部疏水法蘭面有水滲漏，如圖3所示。

（5）#1號機組漏氣冷凝器進汽閘閥閥蓋螺栓處有水滲漏，如圖4所示。

5 其余真空系統(tǒng)部件檢查

通過現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)#1號機組排汽缸防爆膜有多個細孔。解決措施：更換新的防爆膜。如圖5所示。

6 問題的處理及效果

通過對該次查找的漏點進行針對性地處理：1）#1號機組A水環(huán)真空泵入口壓力表接口有水滲漏通過重新纏繞生料帶后無滲漏。2）#1號機組B凝結(jié)水泵入口濾網(wǎng)底部放水孔堵頭重新纏繞生料帶后無滲漏。3）#1號機組凝汽器汽側(cè)人孔門（靠凝結(jié)水泵側(cè)）更換人孔門橡膠墊后無滲漏。4）#1號機組一段抽汽安全閥更換底部疏水法蘭面金屬纏繞墊片后無滲漏。5）#1號機組漏氣冷凝器進汽閘閥閥蓋螺栓緊固后無滲漏。6）#1號機組排汽缸防爆膜更換。我們對檢修后的機組再進行真空嚴密性試驗，數(shù)據(jù)已經(jīng)從不合格甚至不能做，到檢修后的0.32 kPa/min，已經(jīng)達到合格范圍之內(nèi)。#1汽輪機在額定功率運行一臺水環(huán)真空泵真空能維持到-92 kPa，此后機組在運行的幾個月內(nèi)，真空嚴密性試驗值一直在合格范圍之內(nèi)，真空也能維持在較好的水平。

7 結(jié)語

通過現(xiàn)場檢查及以往運行情況對該廠#1機組汽輪機真空降低的原因分析，針對以上發(fā)現(xiàn)的問題進行現(xiàn)場處理，對有相同問題的機組查找真空降低有一定的參考意義。

參考文獻

[1]李洪亮.汽輪機真空嚴密性較差的原因分析及解決措施[J].民營科技，2012（10）：210-211.

[2]趙常興.汽輪機組技術(shù)手冊[M].北京：中國電力出版社，2007.