直接空冷機組真空嚴密性試驗方法及漏空原因分析探討

彭剛

摘 要：由于水資源的日益匱乏，在我國富煤缺水地區(qū)火電廠中已經(jīng)普遍采用空冷機組來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的水冷機組，隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和居民生活水平的提高，對用電量的需求越來越大，促使發(fā)電機組的功率越來越大，隨著大容量超臨界發(fā)電機組陸續(xù)投入使用，其空冷機組在運行過程中的問題也逐漸暴露出來，據(jù)調(diào)查目前已運行的大容量直接空冷機組都曾發(fā)生過真空系統(tǒng)漏空的問題，這嚴重影響了系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟運行。文章介紹了直接空冷機組真空嚴密性的試驗方法，并對空冷系統(tǒng)漏空的原因展開分析，力求找到應對措施，為系統(tǒng)運行的安全性和經(jīng)濟性提供可靠依據(jù)。

關鍵詞：直接空冷系統(tǒng)；真空嚴密性；漏空；原因分析

前言

火電廠發(fā)電機組的滿發(fā)運行和安全運行需要有相應的冷卻系統(tǒng)作為輔助，傳統(tǒng)的冷卻系統(tǒng)是水冷式，然而在我國北方缺水地區(qū)無法得到推廣，因此直接空冷系統(tǒng)逐漸成為關注的熱點，在我國北方富煤缺水地區(qū)已經(jīng)得到廣泛的應用，隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和居民生活水平的提高，對用電量的需求越來越大，促使發(fā)電機組的功率越來越大，隨著大容量超臨界發(fā)電機組陸續(xù)投入使用，其空冷機組在運行過程中的問題也逐漸暴露出來，由于直接空冷系統(tǒng)體積龐大，因此其真空嚴密性控制工作難度較大，據(jù)調(diào)查目前已運行的大容量直接空冷機組都曾發(fā)生過真空系統(tǒng)漏空的問題，這嚴重影響了系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟運行。因此有必要研究直接空冷機組真空嚴密性的試驗方法，并通過對漏空的原因進行科學分析，找到應對的措施，具有十分重大的現(xiàn)實意義。

1 直接空冷機組真空嚴密性試驗方法

目前，世界范圍內(nèi)還沒有對直接空冷系統(tǒng)的真空嚴密性實驗形成統(tǒng)一的標準，因此只能在參考濕冷機組真空嚴密性試驗方法的基礎上根據(jù)實際情況進行不斷的摸索和驗證，從而找出適合直接空冷機組真空嚴密性試驗的方法。我國對濕冷機組的真空嚴密性試驗方法有明確的規(guī)定，要求機組運行負荷要在額定負荷的百分之八十以上，并同時保持循環(huán)水量不變，然后關閉抽氣器入口門，保持八分鐘，取后五分鐘真空的平均值作為試驗結果。在直接空冷機組中沒有循環(huán)水，而是采用控制風機轉(zhuǎn)速的方式來調(diào)節(jié)冷卻風量的大小，衡量試驗方法是否科學的標準為：排氣壓力變化是否穩(wěn)定，真空下降的速率是否穩(wěn)定，因此，在實際工作中可根據(jù)風機的控制方式來設計試驗過程，具體有以下幾種：

1.1 用手動調(diào)節(jié)風機轉(zhuǎn)速來設計試驗

用手動調(diào)節(jié)風機的轉(zhuǎn)速，使凝結水的過冷度一直保持在2-6℃，以保證蒸汽能夠充分冷凝，此時空冷到冷卻的風量是一定的，通過在環(huán)境溫度基本恒定、環(huán)境風速小于4m/s、主汽參數(shù)和機組運轉(zhuǎn)負荷保持相對穩(wěn)定的條件下進行試驗，結果表明排氣壓力變化非常均勻，真空下降的速率均勻，因此結果較為真實和可靠，適合用于對精度要求高的基礎性試驗分析，但是此結果由于需要通過手工不斷調(diào)節(jié)風機的轉(zhuǎn)速，因此此方法較為繁瑣，對操作人員的操作精度要求較高，實現(xiàn)起來比較困難。

1.2 風機轉(zhuǎn)速自動控制的條件下設計試驗

使風機可以根據(jù)蒸汽量的大小來自動調(diào)節(jié)，更加貼近工況運行狀態(tài)，可保證排氣壓力處于穩(wěn)定狀態(tài)，在同樣的環(huán)境條件下進行試驗，由于風機的轉(zhuǎn)速是根據(jù)主汽參數(shù)不斷變化的，因此在試驗時排氣壓力的變化不可能穩(wěn)定，因此導致真空度下降的速率也不均勻，表明試驗結果的準確度不高，但在日常的對測試精度要求不高的場合可以作為一種輔助監(jiān)測手段。

1.3 保持風機在額定轉(zhuǎn)速條件下設計試驗

用手動的調(diào)節(jié)方式控制直接空冷系統(tǒng)風機處于額定轉(zhuǎn)速下運行，文章采用恒定功率為50Hz，結果表明在環(huán)境溫度較低的冬季系統(tǒng)真空度下降速率均勻，而在環(huán)境溫度較高的夏季則結果不夠準確，因此此方法具有一定的局限性。

2 直接空冷機組漏空原因分析

2.1 直接空冷機組本身質(zhì)量問題

由于直接空冷機組的生產(chǎn)廠家很多，而目前又沒有一個標準的檢驗標準，再加上空冷機組本身的體積較大，組成較為復雜，管道、閥門較多，交界處如果不能做到完全的嚴密就會影響整個機組的真空嚴密性。

2.2 安裝質(zhì)量不合格

直接空冷機組的體積大、重量大，并且空冷機組與汽輪機組之間的距離較大，因此導致直接空冷機組的安裝工程較為復雜，與此同時由于安裝方面的技術人員相對短缺，且業(yè)主方對安裝工期要求較高，容易造成安裝質(zhì)量不合格，因此給機組漏空埋下隱患。

2.3 相關配套系統(tǒng)設置不科學

在我國直接空冷系統(tǒng)應用的時間并不長，無論是設計還是運行都缺乏相關經(jīng)驗，因此很多時候在直接空冷系統(tǒng)的配套系統(tǒng)設計方面還仍然沿用了同類型濕冷機組的設計方案，例如，300MW直接空冷機組低壓軸封系統(tǒng)，軸封冷卻器設計采用濕冷機組冷卻面積，軸封母管管徑偏小。致使空冷機組背壓偏高，當提高軸封壓力時，軸封冷卻器不能冷卻高背壓下的軸封漏汽量，產(chǎn)生軸封溢汽量過大，而為了防止油中進水，必須將軸封壓力降低，因此容易導致低壓軸封產(chǎn)生漏空。

2.4 運行過程中環(huán)境因素的影響

由于直接空冷機組在我國北方地區(qū)應用的較廣，因此主汽參數(shù)、排氣參數(shù)等要根據(jù)環(huán)境溫度的影響不斷調(diào)節(jié)，例如，在冬季環(huán)境溫度處于零下時，空冷島對風機風量要求很低，甚至不需要風機運轉(zhuǎn)，反而需要采取相應的措施使系統(tǒng)可以回暖，避免防凍，如果防凍措施采取不當或者未采取措施，就會導致空冷散熱器管束以及拐角焊接處凍裂，從而出現(xiàn)漏空現(xiàn)象。

3 直接空冷機組防漏空措施

3.1 對直接空冷機組制造進行質(zhì)量監(jiān)督

在直接空冷機組出廠前對其各個部件及整體進行質(zhì)量檢驗和測試，防止有漏焊、松動等現(xiàn)象，以確保系統(tǒng)質(zhì)量優(yōu)良。

3.2 直接空冷機組安裝過程的質(zhì)量控制

在機組安裝過程中不可為單純的縮短工期而犧牲質(zhì)量，對安裝進行全過程的監(jiān)督，并做好質(zhì)量驗收工作。

3.3 科學設計配套設施

要不斷探索，并借鑒國外先進經(jīng)驗，對直接空冷機組的配套設施要科學設計，使之與空冷機組的運行相搭配，使系統(tǒng)運行更加科學。

4 結束語

直接空冷機組出現(xiàn)漏空現(xiàn)象會導致其無法滿發(fā)運行，嚴重影響系統(tǒng)運行的安全性和經(jīng)濟性，因此在實際工作中應當不斷探索適合當前實際情況的檢驗系統(tǒng)真空嚴密性的方法，并采取相應措施防止直接空冷機組出現(xiàn)漏空現(xiàn)象，做到防患于未然。

參考文獻

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