燃氣電廠汽輪機真空嚴密性優化探討

摘 要：隨著我國經濟的快速發展，我國電力工程的建設規模也在逐漸擴大。燃氣電廠運行成本受到越來越多的關注，汽輪機真空度是決定汽輪機經濟運行的主要指標，而真空嚴密性是影響汽輪機真空度的主要原因之一，提高機組經濟性，降低發電成本是各電廠的主要手段。所以本文先分析了目前江山熱電公司燃氣電廠汽輪機真空嚴密性的現狀及存在的問題，然后對影響江山熱電公司燃氣電廠1號和2號機組汽輪機真空嚴密性的相關問題進行調查并做出解決對策，最后討論出電廠取得的經濟效益。

關鍵詞：燃氣電廠；汽輪機；真空嚴密性；優化

電力是保障人們正常生活的基礎資源，對于我國經濟的發展就有著至關重要的作用。浙江大唐國際江山新城熱電有限責任公司（以下簡稱“江山熱電公司”），為大唐國際自主籌建的第一批燃氣熱電聯產項目，國內第二臺6F機組，規模為2×115MW燃氣-蒸汽聯合循環熱電聯產機組。

目前江山熱電公司汽輪機組的真空系統嚴密性問題是一個綜合性的問題，涉及到管理、檢修、運行的方方面面，并且具有一定的技術難度。實踐證明，真空每降低1kPa供電煤耗增加0.12%，同時空氣漏入凝結水中會使凝結水溶氧升高，腐蝕設備，影響機組的長期安全運行。因此，機組運行過程中， 真空度一項非常重要的參數。通過對燃氣電廠汽輪機真空嚴密性進行優化探討，希望可以為相關行業提供借鑒。

一、目前燃氣電廠汽輪機真空嚴密性的現狀及存在的問題

江山熱電公司1號和2號機組凝汽器的真空和端差一直達不到預期的效果，真空嚴密性很不穩定。檢修和運行方面雖然進行了多次灌水查漏、堵漏工作，但效果不佳，1號機真空嚴密性最差時為372Pa/min（勉強合格），2號機組很長一段時間在150Pa/min左右徘徊（真空嚴密性指標：優：0.133kPa/min；良：0.266kPa/min；合格：0.399kPa/min）。

由于影響機組真空的因素很多，提高機組真空嚴密性一直是電廠較難的問題。從查漏的結果來看，漏點是多個方面的，有些地方容易被遺留，也有些漏點并不能通過灌水查漏試驗來判斷，而且很多漏點是經常性的，需從檢修、運行和管理多個方面著手進行治理。

影響機組真空系統嚴密性的主要原因是負壓系統進入了過量空氣， 而空氣的漏入通過兩條途徑：一是通過機組真空系統的漏點漏入，二是蒸汽中的其它氣體隨同蒸汽一起排入凝汽器。

問題主要有幾下幾種：

1）低壓軸封漏空氣，低壓缸軸端汽封原安裝為梳齒式密封，該汽封的徑向間隙正常為0.6mm～ 0.9mm，由于齒間是環形腔室，環向流動大大減少了渦流降速效果，因而阻汽效果較差，泄漏量較大，機組啟停過程中，由于脹差較大，汽封短齒容易出現“掉臺”（即短齒對不上軸上的凸肩）造成漏汽增大，同時由于彈簧片彈性減弱，導致汽封塊退讓間隙不好，導致間隙變大。機組運行中可適當提高軸封壓力發現是否內漏。

2）真空系統的法蘭結合面，真空系統法蘭結合面較多，較易出現泄漏，在進行灌水查漏時容易發現缺陷，進行消缺。

3）軸封加熱器多級水封漏空氣，2號機軸加多級水封加裝排氣閥后是否存在內漏，導致水封破壞。

4）真空系統與外界空氣隔絕的閥門內漏，真空破壞門關閉是否不嚴密，機組運行中的備用真空泵的出口氣動閥關閉是否嚴密。

5）真空系統的取樣和儀表管路，在每次冷態啟動前進行灌水查漏檢查時可發現。

二、燃氣電廠影響汽輪機真空嚴密性的調查

經過我廠現場調查得出以下幾點原因：

1）1號機組運行中，將均壓箱壓力由135kPa提高到145kPa，那么真空嚴密性167Pa/min降至80Pa/min。確認為1號機低壓軸封漏氣。

2）2號機組在軸加多級水封加裝放氣門改造后，在運行中發生過一次多級水封破壞現象，在對軸加注水后發現真空提高了0.5kPa。確認為2號機軸封加熱器多級水封漏空氣。

3）機組冷態啟動前對凝汽器進行灌水查漏發現1號汽機低壓軸封回汽管道疏水手動門法蘭漏水、1號汽機熱井底部法蘭（靠循管坑側）滴水；2號機熱井底沿焊縫、熱井人孔門螺栓滴水。確認為真空系統的法蘭結合面和焊接口。

4）對1、2號機真空破壞門進行外部灌水檢查，發現1號機組真空破壞門在關閉狀態下，注水后水位有下降，判斷有內漏。確認為1號機真空破壞門內漏。

5）在機組停機后， 破壞真空太早，或機組啟動時軸封送汽的方法不當，造成凝汽器內產生正壓使防爆門頂破，若防爆門破壞較嚴重時會立即發現蒸汽漏出，當防爆門輕微泄漏時，在抽真空后就難以發現。確認為防爆門漏氣。

三、確保汽輪機的真空嚴密性做出以下對策

汽輪機組的真空系統嚴密性， 不僅與檢修質量有關， 而且還與機組運行的狀態緊密相連 ， 制定以下對策：

1）每次機組停運前，安排進行真空嚴密性試驗。若機組停備前真空嚴密性如大于50Pa/min，機組再次冷態啟動前安排灌水查漏。上水高度汽封回汽中心線處。上水時注意做好凝汽器支撐，防止上水時損壞。

2）機組冷態啟動前，要安排對多級水封進行注水。機組冷態啟動滿負荷運行4h后，安排進行真空嚴密性試驗。

3）機組運行期間，若真空嚴密性不達標（≥50Pa/min）：運行人員、設備部相關人員要按照真空系統查漏清單對真空系統進行查漏。

4）現場真空查漏時由運行和設備部人員共同進行，按照查漏清單逐項查找并簽字，查漏完成后的查漏清單由發電部、設備部相關專業共同留存。

5）真空查漏主要采用涂抹黃油（機務）、噴洗潔精（熱工）等方法進行，具體采取何種方法根據現場實際情況確定。

6）機組運行期間，對于高空、狹窄空間人員難以到達等人身風險較高的部位暫不進行檢查。

7）機組運行期間真空嚴密性保持監視要求：

a.機組運行期間，運行人員要加強對軸加水位的監視，水位控制在20～40mm之間。

b.機組運行期間，運行人員要加強對軸加負壓的監視，負壓維持在-6～7kPa之間。

c.機組運行期間，運行人員要加強對汽封系統的監視，汽封母管壓力維持在140～150kPa之間，就地檢查汽機軸封兩端不冒汽、不吸氣，汽封供汽、回汽管道無積水。

d.機組運行期間，運行人員要加強對真空泵的監視，汽水分離器水位要維持正常，真空泵冷卻器工作正常。

e.機組運行期間，運行人員要加強對凝汽器端差的監視，發現端差異常升高，要查找分析原因，必要時安排進行真空嚴密性試驗。

四、對策實施情況

1）1號機低壓軸封漏氣：適當將1號機軸封均壓箱壓力提高至140～145kPa。在1號機組大修時，揭缸檢查汽封徑向間隙，并進行適當調整。

2）軸封加熱器多級水封漏空氣：對內漏閥門進行消缺處理。

3）1號機真空破壞門內漏：停機后對閥門進行檢修處理。

4）定期檢查防爆門是否完好無損，并在連接處涂抹黃油。

5）真空系統的法蘭結合面和焊接口：對灌水查漏發現的漏點及時進行消缺，并做好標記，便于下次進行檢查。

6）2號機高壓旁路氣動調閥內漏：機組小修時對該閥門進行解體檢查，發現閥門沖刷痕跡嚴重，對閥門進行研磨處理。對高壓旁路調閥制定開關要求，要求該調門在開度小于20%時全關，開啟時要大于20%開度，避免閥門沖刷。

五、優化之后的效果分析

經過運行人員和檢修人員共同努力，各機組的真空嚴密性都達到了良好水平，試驗結果表明，1號機最優達到34 Pa/min，2號機最優達到26 Pa/min，并且能長時間持續保持小于50Pa/min。達到國家優秀標準，取得了節能降耗的效果。1、2號機組真空嚴密性全部試驗優秀，機組的真空與以往同期相比平均提高了2kPa左右，達到節能降耗的目的，并取得了良好的經濟效益。

另外，通過優化真空泵運行措施，停機時實現了燃機發停機令后停運真空泵。停機過程中真空泵早停運約15min，以啟停120次計算，真空泵節電約1680千瓦時。

六、結語

綜上所述，燃氣電廠汽輪機真空嚴密性是一項精細、復雜的工作，需要電力企業給予足夠的重視，并深入發掘燃氣電廠汽輪機真空嚴密性存在的問題，提出科學、合理的解決措施，才能減少企業投資成本，提高企業經濟效益，從而保障燃氣電廠的正常運行。尤其是在市場經濟條件下，加強燃氣電廠汽輪機真空嚴密性管控還能提高電力企業的核心競爭力，促進電力企業的長久發展。

參考文獻：

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[2] 陳文奇，滿海濱，陳大為等.華潤電力錦州有限公司真空嚴密性綜合治理實踐[J].電力科學與工程，2010，26（3）：70-74.

作者簡介：

陳立軍（1987-），男，漢族，內蒙古涼城縣人，本科，助理工程師。