真空系统泄露问题及处理

真空系统泄露问题及处理摘要：凝汽器真空系统真空好坏与汽轮机的的安全和经济运行紧密相关，但影响机组真空的因素多、真空系统范围广，真空漏点排查困难。本文总结了真空系统中易泄露真空薄弱环节及真空查漏的方法，提出了真空系统现场漏点判断的基本原则。关键词：真空系统；真空漏点；薄弱环节；查漏的方法；漏点判断；一、 刖言汽轮机凝汽器真空系统严密性是凝汽器工作性能的重要指标，是影响汽轮机经济运行的主要因素之一。严密性下降，当抽真空系统不能及时将漏入的空气抽走时，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。另一方面会影响凝汽器换热系数，同时会增加抽真空系统的负荷。机组的真空每变化1kPa，对煤耗的影响如下表：表1真空变化对煤耗的影响注：负荷和真空不同，每下降1kPa对煤耗的影响也不同；当负荷或真空较低时，再每下降1kPa，对煤耗的影响更大。以上数据是在80%以上负荷，额定真空附近数据。全国火电装机容量十一亿千瓦余，发电量约51700亿度，若按真空平均提高0.5kPa,平均影响煤耗1g/kWh估算，则年可节约标准煤517万吨，折合人民币约35亿元。二、 易泄露真空薄弱环节[1-5]1、 凝汽器热井及低压加热器水位计凝汽器热井、低压加热器水位计易出现漏点、缺陷，漏入空气，造成严密性下降。2、 测点、仪表管真空的系统的测点、仪表管存在焊缝等影响系统严密性。3、 凝汽器汽侧集水板滤网堵塞凝汽器汽侧集水板滤网堵塞会造成淋水不畅影响换热，高负荷时凝汽器热负荷增加，换热不及真空下降。4、 轴封加热器轴封加热器水位调节失灵导致水位偏低，多级水封无法建立，导致空气漏入；或因轴加疏水易汽化导致无法形成水封，空气漏入。5、 采用迷宫式水封的给水泵密封水回水水封给水泵密封水回水至凝汽器，水封无法建立，空气漏入。6、 低压缸防爆门、小机排汽防爆门、凝汽器人孔上述区域经常由于密封不严，防爆门破裂造成空气漏入。7、 凝汽器喉部膨胀节泄露运行中由于温度、压力和振动的影响，凝汽器喉部膨胀节焊缝常被拉裂而产生泄漏，此处漏点较隐蔽。8、 低压缸结合面a、 汽缸制造、检修、安装质量有问题，汽缸法兰结合面不严或有残余应力存在，机组投运后出现漏汽。b、 机组启动、停止过程中加减负荷过快，汽缸夹层和法兰加热装置使用不当;停机后汽缸保温打掉得过早或检修后保温包得不好，停机后缸温下降过快或者汽缸进冷汽、冷水等，使汽缸内外壁和法兰内外壁温差过大，致使上下缸结合面吻合度不好，局部产生间隙，大量空气由此进入排汽室，造成真空度下降。9、 低压缸轴端汽封密封不良a、 低压缸轴封间隙较大、密封效果较差。大修后应严格检查，确认各间隙在设计范围内。b、 轴封供汽管道在凝汽器内部泄漏，或供汽末端通凝汽器疏水孔径较大造成低压缸轴封蒸汽直接进入凝汽器。c、 轴封供汽管道的疏水阀门堵塞，或者疏水不畅。d、 轴封进汽分支管道，距离喷水减温器较近或者轴封减温水雾化不良，导致轴封供汽的蒸汽微带水、轴封温度低，影响密封效果。10、 中低压连通管与低压外缸的连接法兰中低压连通管与低压外缸的连接法兰漏空气，部分机组大修后出现中低压缸连通管法兰漏空气，应注意避免，严格监督检修工艺质量。11、 凝结水泵机械密封、负压区法兰凝结水泵机械密封故障、负压区法兰泄漏造成空气进入，但对真空严密性影响较小，对凝结水溶氧影响大。12、 疏扩至凝汽器疏扩至凝汽器膨胀节破裂、各用户至疏扩管道破裂或阀门无法正常关闭均易导致空气漏入凝汽器导致真空下降。13、 低压加热器本体及管路a、 加热器本体及各管路、法兰有裂纹或者泄漏。b、 加热器本体放气至无压和各管路疏水至无压管路、法兰、阀门发生泄漏，空气通过无压返凝汽器。14、 抽真空系统a、 真空破坏阀泄漏，水封无法形成。b、 备用真空阀进口气动门不严。c、 系统管路、法兰泄漏。15、 至凝汽器的疏、放水（带无压疏、放水旁路）电厂部分系统疏、放水至凝汽器带无压疏、放水旁路，若无压疏放水阀门不严或内漏，空气便会漏入真空系统。而无压疏水系统往往部分串联一起接入无压放水母管，给查漏增加的难度。三、真空查漏的方法[6-8]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，常用的查漏方法主要有烛火法、涂抹肥皂泡、灌水查漏、氦质谱仪、卤素检测法、超声波查漏等。1、 烛火法和涂抹肥皂泡检漏两种方法原理接近，通过观察火焰摇曳或泡沫状态来确认漏点，二者皆只能用来确定的大量漏气的漏点，且费时费力、准确性差。另外，火烛法会威胁到氢冷发电机组的安全。2、 灌水查漏法当停机时，在条件允许的条件下向凝汽器灌水，一般灌水至低压缸轴封洼窝处，然后查找泄漏的地方，及时对漏点进行处理，处理结束后再次灌水查漏，直至水位无明显漏点。优点是能直观的发现漏点。缺点：1、必须是停机状态下，且在冷态条件下，局限性较大；2、灌水高度只能到低压缸轴封洼窝处，高于洼窝的地方无法检查到；3、对于只有膨胀压力才有的泄漏无法进行检查；4、不适用于空冷岛检漏。3、 氦质谱仪检漏链接氦质谱仪器的分析器在凝汽器的真空泵一端，在可疑点喷氦气，然后在真空泵端检测，看是否能检测到氦气，如果检测到氦气则说明此可疑点泄漏。此方法能确定泄漏大体位置，并有一个相对值数据。缺点：1、设备使用较费力，需要三到四人操作；2、氦质谱法受环境影响较大，空气流动性对确定漏点造成麻烦。3、由于氦气易挥发，特别是迅速上漂到一大片面积，难以定为漏点；4、空冷岛上使用氦质谱检漏难度较大；5、在管道较多的位置基本难以确定漏点。4、 卤素检漏仪检漏与氦质谱仪类似，不在赘述。另外，当卤素元素浓度高时仪器出现饱和或中毒现象。5、 超声波检漏对于泄漏产生的超声波，进行波长的倍减，使得泄漏超声波的频率，经过几次倍减，达到人耳能听到的频率，以达到识别泄漏点的目的。超声波检漏法是一种方便快捷的方法，首先操作简单，一人即可操作；而且能准确确定漏点的位置，使堵漏较方便；应用在空冷岛上更是方便、快捷、准确。缺点是，1、在倍减超声波的同时，也倍减了其他噪音的频率，解决不了噪音干扰的难题；2、由于周边的噪音，使得泄漏超声波被周边噪音淹没，很多漏点有误判；3、检漏不完整，遗漏和误判多。整体而言对操作经验有很高的要求。6、 新型检漏设备-氮氢检漏仪氮氢检漏仪采用的示踪气体为5%氢气+95%氮气，是一种安全的不可燃气体。其工作原理与操作与氦质谱仪类似。较氦质谱仪相比，氮氢检漏仪成本更低，一是示踪气体比氦气便宜，仅为氦气价格的5%-10%。二是仪器本身成本便宜，结构简单，维护便捷。氮氢检漏仪精度高，检测下限5*10-8mbar.l/s，可检测出极微小的漏点。四、 真空系统现场漏点判断1、 了解机组一些近期重要操作或者事故处理，是否有重大操作或发生异常情况判断是否可能损害与真空系统相关的设备，影响真空。2、 了解凝结水含氧量，如果热井水侧漏入空气将严重影响凝结水含氧量，致使凝结水水质恶化。3、 通过凝汽器两侧端差比较，判断疏水扩容器运行情况，如果存在泄漏端差异常增大。4、 手动操作与凝汽器相连阀门开度：了解汽轮机疏水系统阀门状态，就地操作与凝汽器相连正压蒸汽管路阀门，操作后正压蒸汽充满负压侧管道，判断阀后管道是否存在漏点。5、 使用真空检漏设备初步判断具体漏点。五、 结论真空系统庞大且复杂，真空系统的泄露治理也较为困难。在遇到真空泄露问题时应根据系统的特点及近期重要操作和故障进行冷静分析，缩小查漏范围，最后辅助以真空检漏设备查找漏点，维持真空泄露在合理范围内。平时应加强真空系统的维护，保证真空系统正常运行。参考文献:［1］ 万鹏解决汽轮机机组真空严密性探讨［J］锅炉制造2005年6月2期.［2］ 诸德海200MW汽轮机真空系统漏泄处理措施［J］东北电力技术。2006.2月.［3］ 顾正浩提高国产300MW汽轮机真空严密性［J］电站辅机2008年12月.⑷董月，陈傲，宋爱林.浅谈热能汽轮机真空泄露的检测及处理措施［J］.科海故事博览■科技探索,2013.［5］ 胡伟.汽轮机真空严密性较差的原因分析及处理［J］.安