汽轮机真空系统泄漏点的查找与分析

1、汽轮机真空系统泄漏点的查找与分析摘要：汽轮机真空系统的建立是机组投产时一个主要考核指标，真空系统严密性与否将直接影响机组的安全性与经济性。文中对影响汽轮机真空严密性的原因进行分析, 同时提出解决措施, 对存在共性的机组具有一定的借鉴意义。 关键词：真空系统；泄漏点；查找；措施 某电厂2640MW 超临界机组，汽轮机为北重阿尔斯通电气设备有限公司生产的超临界压力汽轮机，型式为超临界、单轴、一次中间再热、四缸四排汽、纯凝汽式汽轮机。该机组在整套试运期间真空严密性非常优秀， 具体数据为: 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为0.018

2、KPa/min，真空严密性优良。 一、提高汽轮机真空系统严密性的管理措施 为确保汽机真空系统的严密性达到设计要求，杜绝系统泄漏，提高汽机真空度，管理单位组织了参建单位采取了下列具体措施： 1. 组织措施 安装单位成立由专业工程处负责人、专业工程师、质检员、班组长组成的专业小组。专业负责人全面负责真空系统的施工，包括方案制定、工艺制定、过程监督及验收。 2. 技术措施 安装单位在施工前专业工程师编写作业指导书，焊接工艺卡，管道安装工艺卡，法兰连接工艺卡，确定真空系统范围，并报监理公司审核。 3. 管理措施 将焊接无损检验提高验收等级；对各系统阀门均进行严格检查，并作严密性试验，不合格坚决不予使用

3、；所有的系统管道由专职人员检查管内清洁度，经确认合格后放可对口焊接；严格执行各工艺卡内容，监理和项目部专业人员监督到位，使管道、法兰安装等全面处于受控状态；对汽轮机中低压连通管、轴封端盖、防爆门等密封面的清理检查工作严格把关，严格按制造厂要求进行施工，将安装精度控制在制造厂标准或验评标准范围内，小汽机排汽蝶阀的关闭限位也通过灌水试验检查予以确认。 二、提高汽轮机真空系统严密性的施工措施 1. 分部试运期间 在真空系统安装结束后，安装单位对凝汽器进行了两次灌水查漏检查，每次灌水的高度均至汽封洼窝下100mm处，将系统中发现的漏点逐一进行排查和消除，灌水前凡是与真空系统相联接的管路、设备及阀门等均

4、投入：低压缸汽缸疏水管、高中压汽门和门杆漏汽；凝汽器与#7、#8 低加及本体附件；凝泵吸入侧管路凝汽器疏放水集管及管路疏放水至凝汽器的一次门（包括所有与凝汽器汽侧相连的管路）；汽机本体、给水泵汽轮机轴封管路及疏放水管路；再热冷段（排汽口至逆止门管段和疏水管）；高低压加热器及疏水管、轴封冷却器；真空抽汽系统（抽汽口至真空泵前管段、阀门）；凝送泵至凝汽器补充水管路，汽动给水泵汽轮机排汽阀至凝汽器接口段等设备系统管道；每发现一处漏点即停止灌水，将漏点处理完再进行灌水，灌水合格后再将水位降至运行状态。将凝汽器热水井补至正常水位，启动凝结水泵，维持凝结水泵入口管路及各杂项用水管路为正压状态，排除了由于系

5、统阀门不严密对真空系统的影响；向轴封加热器水封及真空破坏门水封注水，进一步保证系统的严密性。在预干抽真空期间，对系统中灌水查漏所检查不到的部位进行了重点检查（低压缸防爆门连接法兰、中低压缸连通管大法兰、小机排汽管防爆门、凝汽器仪表管接头等），消除检查出部分漏点。因此真空系统干抽试验结果为-60kPa，比以往机组优秀很多。 2. 调试期间 调试单位从真空系统调试开始，分别完成了真空系统热工保护测点校对、气动关断门及电磁阀动作试验、系统联锁保护和报警试验、真空泵试运及凝汽器试抽真空等常规调试工作，此后对系统进行消缺和完善，确认系统满足机组整套启动和试运行要求。2011 年1 月25 日至2011

6、年2 月21 日真空泵进行了分部试运，2011 年3 月5 日汽机试抽真空，在对相关系统进行了隔离后，在不投轴封加热器，高、低加汽侧全部投入，启动三台真空泵的情况下, 凝汽器压力可达41.07kPa（真空60 kPa），干抽真空比以往机组优秀。2011 年4 月10 日，轴封系统首次投入，维持压力自动正常。大机启动和低负荷运行时，轴封供汽由辅汽供给，随后在冷再蒸汽参数达到轴封供汽要求时，轴封供汽汽源自动切换为冷再供汽，最终实现自密封。2011 年5 月6 日22:49 停止运行真空泵，选凝汽器B开始做真空严密性试验：机组参数：负荷 488MW主蒸汽压力：23.17Mpa 主蒸汽温度：535凝汽

7、器A 压力：5.49Kpa 凝汽器B 压力：5.02Kpa 真空下降情况如表1 所示： 取后5 分钟压力下降值计算真空下降率为： 凝汽器A ：0.034KPa/min 凝汽器B ： 0.002KPa/min 凝汽器A、B 的真空平均下降率为0.018KPa/min， 真空严密性优良。3. 机组整套试运期间在机组空负荷、带负荷及满负荷试运期间，调试单位根据设计与实际安装的轴封间隙的偏差，对轴封供汽压力进行调整，保证轴封处不漏真空；严格控制轴封加热器的正常水位，防止水位过高使轴封回汽不畅及水位过低易漏空气对机组真空的影响；严格控制凝汽器热井水位在正常值附近，防止由于水位过高而使抽空气管进水，从而造

8、成真空泵出力下降的情况；根据机组运行情况调整运行参数，尽量降低凝汽器端差使真空得以保证。 三、总结及分析 如何提高汽轮机真空系统严密性，可归结为以下几个方面： （1）在真空系统安装结束后，安装单位对凝汽器进行了两次灌水查漏，将系统中发现的漏点逐一进行排查和消除，为后来的系统严密性试验打下了坚实的基础。 （2）在进行真空系统严密性试验之前，调试单位组织运行及安装等单位对系统做了严格的检查及隔离，系统管道尽可能做到了100% 参加试验，并对部分系统的运行方式进行了调整。 （3）真空系统严密性检查：在实施系统严密性试验过程中，根据机组的特点作好充分的准备，包括水源、废水排放、合适放空点、支吊架确认、

9、压力表的配备等。 （4）工程管理单位针对过程实施中产生的各种问题及具体情况，组织召开了多次专题会，将问题逐一解决，确保工程的质量、进度按目标逐步推进。综上所述，本工程汽机真空系统通过分系统试运，机组空负荷、带负荷及满负荷168 小时试运，真空严密性达到优良，使机组在较好的真空下安全经济的运行。提高汽轮机真空系统的严密性，是依靠充分的组织协调工作、扎实的安装工艺、精细的调试工作及优质的设备等多方面因素共同达成的结果。 四 汽轮机真空系统泄漏部位的查找 4. 1 泄漏点查找方法的选择 凝汽器真空严密性差的问题是一个比较复杂的问题, 目前在实际工作中已摸索出了几种行之有效的查漏方法。它们是: 灌水查

10、漏、火烛法、卤素查漏法、超声法、氦质谱查漏仪。火烛法和肥皂水沫法只能用来确定大量漏气的漏点, 且费时费力、准确性差, 是通过观察蜡烛火焰摇曳情况, 来确定漏气位置。另外, 火烛法会威胁到氢冷发电机组的安全, 不适合该类机组对凝汽器真空的查漏。卤素检漏法的不足之处是响应时间长, 检漏仪的敏感元件如长时间处于浓度较高的卤素气体中易产生中毒效应。超声波检漏法具有速度快、响应及时、检测方便等优点, 但要求检测员具有丰富的经验, 排除复杂的背景超声, 且其精度只与泡沫检漏法相当。虽然氦质谱检漏仪可靠、灵敏度高, 但是也有其局限性, 在不明真空泄漏的情况下进行查漏, 需将阀门套及法兰保温拆除, 工作量很大

11、, 有时也难以取得预期的效果。 4. 2 在运行中采取灌水查漏 此法用于布置在地面以下的负压管道, 如低压加热器至凝汽器的疏水管, 给水泵密封水的重力回水至凝汽器管道。 4. 3停机后真空系统灌水查漏 真空系统查漏必须在机组停运后, 高、中压缸金属温度均低于150 以下方可进行。循环泵、凝结水泵全部停运前, 要确认低压缸的排汽温度低于50摄氏度。凝汽器注水前, 在凝汽器底部接出一根透明水管, 用来观察凝汽器内水位的高度, 灌水高度一般在低压轴封洼窝以下100 mm 处。另外, 凝汽器注水查漏前, 汽缸本体、抽汽管道、再热蒸汽冷热段等的疏水及其它进入凝汽器的疏水要畅通30 min 以上。凝汽器注

12、水查漏时, 关闭以上疏水门, 防止冷水进入高温管道及冷气进入汽轮机造成汽缸上、下温差超限。对于布置在地面以下管道, 应打开盖板进行检查, 灌水后运行人员配合检修人员共同检查所有处于真空状态下的管道、阀门、法兰结合面、焊缝和堵头, 凝汽器冷却水管胀等处有否泄漏。 五 进一步提高真空度的建议 5. 1定期进行真空严密性试验 对凝汽器真空严密性定期试验, 若严密性不合格时, 应及时对真空系统查漏、堵漏, 提高汽轮机运行效率, 降低厂用电率。 5. 2对经常泄漏的汽封或轴封系统进行改造 选用一些密封结构良好、长期运行后磨损轻微的汽封, 如蜂窝式汽封、侧齿汽封等更换梳齿式汽封块等传统汽封, 可使密封效果有显著提高。对供汽压力不能协调匹配, 在运行中出现顾此失彼的高、低压轴封, 可采用在轴封套上半部增加轴封进、出汽管, 以提高轴封套上半部轴封压力, 进而提高了轴封密封效果, 防止漏真空。根据压力匹配原则, 可对小汽机轴封送汽改为由主机的低压轴封母管供汽, 而原有的汽源作为备用。同时在前轴封进汽管道上加装手动门, 达到轴封进汽自动调节和手动控制。低压缸中分面的