1?000?MW超超臨界機組真空系統綜合治理

嚴韶華

(廣東惠州平海發電廠有限公司，廣東 惠州 516363)

1?000?MW超超臨界機組真空系統綜合治理

嚴韶華

(廣東惠州平海發電廠有限公司，廣東 惠州 516363)

介紹了影響凝汽器真空的3個因素，從治理真空系統泄漏、改善凝汽器、改造真空系統方面闡述了提高凝汽器真空的措施，并對真空系統治理和改造前后的效果進行了對比，指出通過治理和改造凝汽器真空水平得到了提升。

超超臨界機組真空系統；凝汽器；泄漏

某電廠規劃裝機容量為6×1 000 MW，1期工程首先安裝2臺型號為N1000-26.25/600/600的超超臨界、一次中間再熱、單軸、四缸四排汽、雙背壓、八級回熱抽汽凝汽式汽輪機。機組均采用N-51500型雙背壓、雙殼體、表面型凝汽器，其殼體和水室為全焊接結構。每臺機組設置3臺50 %容量的凝汽器汽側真空泵，機組正常運行時，2臺泵運行即可滿足抽真空的要求。

1 影響凝汽器真空的因素

(1) 真空系統存在泄漏，真空嚴密性差。

(2) 凝汽器和真空泵冷卻器的換熱效果差。

(3) 抽真空系統設計、布置不合理，輔助系統設備出力不足。

2 治理真空系統泄漏的措施

真空系統泄漏的臨時處理措施是增加空氣的抽出量，以減少其對真空的影響，如增開真空泵。但如果系統泄漏嚴重，即使啟動所有真空泵也無法使真空達到正常水平，最終的辦法是查找并消除漏點。由于汽輪機組真空系統較為龐大，漏點的隱蔽性較強，凡是與真空系統相連的負壓系統都有可能成為真空系統的漏點。因此，準確全面查找出真空系統的漏點，是十分重要的。

自投產以來，1，2號機真空系統的嚴密性一直較差，長期需3臺真空泵運行才能滿足要求。工作人員采用氦質譜檢漏技術對1，2號機真空系統進行檢漏(2012年6月)，并采用德國軟堵漏技術處理漏點。

2.1 1號機的漏點及處理

(1) A低壓缸前、后軸封，B低壓缸前軸封存在漏點。將軸封壓力由原15 kPa調整到20 kPa，漏點消除。

(2) 高壓缸前、后軸封存在漏點。將回汽手動門由全開調整至40 %開度，漏點消除。

(3) A低壓缸前、后軸封法蘭水平中分面(電側、爐側)，B低壓缸前、后軸封法蘭水平中分面(電側、爐側)，A，B凝汽器低壓缸防爆門(4個)結合面存在漏點。采用德國軟堵漏技術對各結合面進行涂膠處理，漏點消除。

2.2 2號機的漏點及處理

(1) A，B低壓缸軸封套，B小機排汽管及A凝汽器熱井人孔門各結合面存在漏點。采用德國軟堵漏技術對各結合面進行涂膠處理，漏點消除。

(2) A，B低壓缸前后軸封存在漏點。將低壓缸軸封回汽手動門由全開調整至20 %開度，漏點消除。

(3) A，B小機高壓側軸封存在漏點。將高壓側軸封進汽手動門由全開調整至50 %開度，漏點消除。

(4) A小機低壓側軸封存在漏點。將低壓側軸封進汽手動門由50 %開度調整至全開，漏點消除。

(5) B小機低壓側軸封存在漏點。將低壓側軸封進汽手動門由50 %開度調整至全開，漏點消除。

3 改善凝汽器的措施

(1) 計劃檢修時，積極安排凝汽器鈦管清理和凝汽器灌水查漏工作。

(2) 保持循環水提耙機、旋轉濾網等設備正常運行，并定期對凝汽器真空、端差、過冷度等指標進行技術分析，對鈦管的臟污程度進行評估。如需對凝汽器進行清理，則應在低負荷時采取措施對凝汽器進行半邊隔離清洗。

(3) 大、小修時對凝汽器鈦管進行高壓水沖洗。

(4) 加強對凝汽器膠球清洗裝置的運行維護管理，確保膠球清洗裝置能按規范要求正常投運。

(5) 加強對循環水加藥量多少的管控，防止海生物在凝汽器水室和鈦管內大量生長。

(6) 嚴密監視真空泵冷卻器的運行狀況，若有異常，要及時對冷卻器和冷卻水濾網進行清理。

4 改造真空系統的措施

4.1 雙背壓凝汽器抽真空系統改造

1，2號機的凝汽器是上海電站輔機廠引進西門子技術生產的雙背壓凝汽器，高、低壓凝汽器采用串聯式抽真空管路布置方式(見圖1)。這種布置方式導致低壓側凝汽器內空氣抽出時受阻，從而導致該側低壓缸排汽壓力不合理地升高，高、低壓側凝汽器平均背壓差僅為0.2 kPa，達不到雙背壓的要求(0.8～1.0 kPa)，大大增加了機組的冷源損失。因此，需要對凝汽器抽真空系統進行改造。

圖1 抽真空系統改造前的系統流程

為實現機組的雙背壓功能，降低平均背壓，提高機組的經濟性，工作人員對抽真空管路進行了改造。由原來的串聯方式連接改為并聯方式連接，即從高、低壓凝汽器內各接出2根抽空氣管路，分別匯合成同1根母管后進入真空泵組；在真空泵抽氣母管處加裝2只氣動真空蝶閥作為3臺真空泵的隔離閥，以實現單泵分別對高、低壓凝汽器抽真空，另1泵作為備用(見圖2)。采用這種分列、并聯方式后，高、低壓凝汽器之間的抽空氣管路連接被切斷，可實現高、低壓凝汽器抽空氣管路的單獨抽吸，使高、低壓凝汽器內積聚空氣都能被順暢抽出，從而確保2只凝汽器在任何變工況條件下都處于正常的運行狀態。另外，通過2只氣動隔離閥的切換操作，可實現真空泵組2運1備、1運2備等多種運行方式。

圖2 抽真空系統改造后的系統流程

4.2 真空泵入口管路加裝排水管改造

因低壓側凝汽器抽真空管路沒有按規范要求進行安裝，管路安裝成U形管。由于管路成U形布置，造成底部管路容易積水且積水無法正常排出。當積水較多時將阻礙空氣的抽出，會引起真空泵出力減小、電流增加，并伴有異音、凝汽器真空降低等故障。

在U形管底部引1根DN25的排水管和1只隔離閥，并將排水管接入真空泵入口手動門前(接入口比引出口約低1.5 m)。這樣，就可通過真空泵將U形管內的積水及時排走，不僅消除了安全隱患，還提高了機組的經濟性。

4.3 高主、中主門桿漏汽管改造

原設計將高主、中主門桿漏汽管接入凝汽器，致使空氣易從門桿漏汽管漏入凝汽器而影響凝汽器真空。現采用將門桿漏汽管由接入凝汽器改為接入軸封加熱器入口的方案。改造后，徹底消除了門桿漏汽管因漏空氣而影響凝汽器真空的現象；同時又利用了門桿漏氣對凝結水進行加熱，提高了機組運行的經濟性。

4.4 其他改造措施

(1) 對真空泵冷卻水系統進行改造。在真空泵冷卻器的冷卻水管上并聯一路冷凍水，平時使用開式水冷卻方式，夏季高溫時切換至冷凍水運行，冷凍水取自生產區中央空調制冷機組。在真空泵冷凍水管道上加裝壓力開關報警，當冷凍水出現故障時，及時切換備用泵運行。

(2) 對真空泵密封水加裝制冷裝置。密封水溫度的降低，將大大改善真空泵的工作環境，并提高機組真空。

(3) 軸封加熱器增加水位計，運行過程中維持軸封加熱器的正常水位。

(4) 定期開展凝汽器真空嚴密性試驗，若發現異常及時查找原因，消除缺陷。

(5) 盡快采購1臺凝汽器鈦管高壓水沖洗水泵，停機檢修時及時對凝汽器鈦管進行沖洗。

5 真空系統治理前后效果的對比

(1) 真空系統檢漏處理前，1A，1B，2A，2B凝汽器嚴密性試驗結果分別為0.5，0.12，0.43，0.08 kPa/min。治理后，凝汽器真空嚴密性得到明顯提升，1A，1B，2A，2B凝汽器嚴密性試驗結果分別為0.029，0.036，0.04，0.039 kPa/min，均超出了優秀值(優秀值為0.1 kPa/min)。

(2) 真空系統治理后，高、低壓側凝汽器平均背壓差從改造前的0.2 kPa左右達到了0.9 kPa左右，使得1，2號機凝汽器真空分別提高了0.322 kPa，0.339 kPa，供電煤耗分別降低了0.424 g/kWh，0.4 g/kWh。按機組年利用小時數5 700 h和廠用電率4.71 %計算，2臺機組每年可以節約標準煤為4 476 t。

6 結束語

通過對1 000 MW超超臨界機組的真空系統進行嚴密性治理和優化改造，凝汽器的運行條件得到了極大的改善，真空水平得到了提升，目前1，2號機組的凝汽器運行狀況良好，傳熱端差均在設計值內，凝汽器真空嚴密性水平均優于優秀值，綜合治理效果較好。

2014-01-28。

嚴韶華(1972-)，男，高級工程師，設備部汽機專責，email：yanshaohua@21cn.com。