某660MW 燃煤發(fā)電機組真空捉漏及處理

姚建偉 張?zhí)煸? 費俊鋒

摘要：介紹某超超臨界機組雙背壓凝汽器單側真空嚴密性不合格的問題分析、噴氦排查及軸封系統(tǒng)調整過程。昀終查判斷造成真空嚴密性不合格的具體原因是給泵汽輪機 A排汽缸內軸封回汽管彎頭破裂，在運行過程中通過調整軸封進汽壓力維持真空嚴密性，在后續(xù)停機中更換管道消除了真空嚴密性差的缺陷，從而保證了機組的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行。為國內同類型機組凝汽器真空異常檢查提供一定的參考。

關鍵詞：凝汽器;軸封回汽;真空嚴密性差;經(jīng)濟性

中圖分類號：TK264.1

引言

凝汽器是汽輪發(fā)電機組的重要輔助設備。機組運行時，凝汽器真空必須穩(wěn)定在正常范圍內，才能確保機組的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行。影響凝汽器真空的因素有很多，如空氣漏入、凝汽器鈦管結垢/臟堵、循環(huán)水量不足等。其中，空氣漏入量過大是造成機組真空降低昀為常見的原因。[1]

凝汽器空氣漏入（包括不凝氣體帶入）的來源主要有 2種：一是在汽輪機真空狀態(tài)下，從低壓回熱系統(tǒng)、汽輪機低壓缸排汽、凝汽器設備等不嚴密處漏入空氣;二是由低壓缸排汽及補水等帶入不凝氣體。空氣的少量漏入，會導致凝汽器換熱系數(shù)顯著降低，影響凝汽器真空，降低機組運行的經(jīng)濟性;空氣的大量漏入，會導致凝汽器真空突降，嚴重時可能導致機組跳閘。

通過使用噴氦檢漏的方式確定真空泄漏范圍，結合對給泵軸封蒸汽壓力的調整試驗，昀終判斷出某廠 3號機組給泵汽輪機 B軸封汽管道存在泄漏情況，并在后續(xù)停機中組織修復。

1機組和設備簡介

某廠 3號機組為上海汽輪發(fā)電集團公司引進德國西門子技術生產(chǎn)的660MW超超臨界汽輪發(fā)電機。采用的類型是超超臨界、一次中間再熱、單軸、四缸四排汽、凝汽式汽輪發(fā)電機組，汽輪機型號為N660-25/660/660。其軸封系統(tǒng)在機組啟停時汽源取自備汽系統(tǒng)，機組帶上一定負荷后為汽輪機漏汽自供，輔助蒸汽作為備用。機組配備的 2臺給泵小汽輪機是杭州汽輪機廠的 NK/63/71/0型冷凝式汽輪機，其軸封系統(tǒng)汽源也取自輔助蒸汽系統(tǒng)。主機和小機的軸封回汽均回至軸封加熱器，并由軸加風機將不凝氣體排至大氣。機組正常運行時，凝汽器 A、B汽側分隔不連通，保持雙背壓運行。機組配備 3臺雙級水環(huán)式真空泵，凝汽器 A、B各對應一臺真空泵，另一臺真空泵備用。

2真空嚴密性試驗經(jīng)過

某日，在 3號機組結束調停臨修啟動并網(wǎng)過后進行真空嚴密性試驗，機組負荷為 524MW，凝汽器Ⅰ、Ⅱ雙背壓運行，真空泵A、B運行，C備用。集控室電腦顯示凝汽器Ⅰ、Ⅱ真空分別為-95.75kPa、-95.82kPa，關閉真空泵抽氣總門，真空嚴密性試驗開始。在試驗進行 30s后發(fā)現(xiàn)凝汽器Ⅱ真空從-95.82kPa跌至-95.47kPa，凝汽器Ⅰ真空從-95.75kPa變化至-95.68kPa，折算出凝汽器Ⅱ真空下降速率為0.7kPa/min，真空嚴密性不合格。為保證機組正常運行此次真空嚴密性試驗立即中止，恢復真空系統(tǒng)。通過此次試驗判斷出凝汽器Ⅰ真空系統(tǒng)嚴密性合格，凝汽器Ⅱ真空系統(tǒng)存在漏點，故立即組織真空系統(tǒng)捉漏的相關工作。

3真空系統(tǒng)捉漏過程分析

3.1 真空捉漏方法 在機組正常運行過程中采用氦質譜檢測儀對 3號機組真空系統(tǒng)相關設備進行全面檢漏。空氣泄漏點的尋找主要技術標準：昀小可檢測泄露率 5 ×10-12 Pa·m3/s，顯示范圍 1×10 -3～1×10 -12 Pa·m3/s，啟動時間≤3 min，響應時間<1 s，檢漏口昀高壓力 1 kPa，極限真空度 5×10 -4Pa。檢漏方法如下：采用負壓噴氦采樣法，即將取樣測點放置于真空泵排氣管出口處，對真空系統(tǒng)的潛在漏點出噴放氦氣，在取樣測點鏈接的檢漏儀上可實時顯示泄露率的具體數(shù)值。參照電廠熱力試驗規(guī)程，其檢漏標準為：泄露率≥1×10-6Pa·m3/s判定為大漏點;2.0×10 -7Pa·m3/s≤泄露率<1×10 -6Pa·m3/s判定為中漏點;泄露率<2.0×10 -7Pa·m3/s判定為小漏點。 [2]

3.2 現(xiàn)場檢漏數(shù)據(jù)及分析

現(xiàn)場部分檢漏數(shù)據(jù)見下表 1。

通過上述檢漏數(shù)據(jù)匯總分析可知，低壓缸Ⅱ推拉桿處為中漏點，給泵B汽輪機后軸封處為大漏點，鎖定此次凝汽器Ⅱ真空嚴密性不合格治理重點。

4 漏點應對措施及后續(xù)處理

4.1 對推拉桿漏點的處理

在對低壓缸Ⅱ推拉桿處進行專業(yè)密封膠封堵后，使用檢漏儀重新進行噴氦檢漏，實測數(shù)據(jù)為 3.1×10 -9Pa·m3/s，該漏點暫時消除。

4.2 給泵軸封漏點分析

結合表 1真空系統(tǒng)檢漏的結果來看，給泵 B汽輪機前、后軸封測出氦氣濃度明顯偏高，為 10 -6數(shù)量級，由此可證明有大量空氣從給泵汽輪機 B前、后軸封處吸入真空系統(tǒng)。結合系統(tǒng)圖紙于實地設備管路布置分析，初步判斷給泵 B汽輪機軸封管道存在破裂情況，造成軸封回汽管路與凝汽器Ⅱ汽測連通，導致大量空氣從給泵 B汽輪機軸封處吸入凝汽器Ⅱ汽測，昀終引起凝汽器Ⅱ真空嚴密性不合格。

隨后試驗關閉給泵軸封疏汽，重新對給泵 B汽輪機前、后軸封處進行噴氦檢漏，實測數(shù)據(jù)均為為 1×10 -9Pa·m3/s，同時凝汽器Ⅱ真空從 97.3kPa上升至 97.8kPa。至此，可以確認給泵 B汽輪機排汽缸內軸封回汽管道存在破裂，導致凝汽器Ⅱ真空嚴密性不合格。在得出此結論后，在機組停機消缺前采取臨時提高給泵汽輪機軸封汽壓力的應對措施，經(jīng)過多次試驗后將軸封汽壓力提升至7kPa，在此工況下真空嚴密性試驗結果為下降率 0.26kPa/min，可保證機組正常運行。

4.2 消缺處理

在后續(xù) 3號機組停機消缺期間，對給泵 B汽輪機進行開缸檢查，發(fā)現(xiàn)其軸封回汽管道已出現(xiàn)明顯裂紋及一處較大破口，如下圖 1所示。經(jīng)過金相人員分析，該管道在機組基建時為現(xiàn)場冷彎裝配，彎曲處存在一定的應力集中現(xiàn)象，在經(jīng)歷機組多次啟停及長期蒸汽沖刷后昀終造成管道破損。在對原有管道進行光譜檢查后，采用同材質 304不銹鋼管進行配管替換消除該缺陷，如下圖 2所示。

5 真空系統(tǒng)治理前后數(shù)據(jù)對比

在對破損管道修復機組重新啟動后，在 540MW的負荷下再次進行真空嚴密性試驗，得出結果為凝汽器Ⅰ真空下降速率 0.068 kPa/min，凝汽器Ⅱ真空下降速率 0.022 kPa/min，均達到優(yōu)秀標準。此次消缺后消除了 3號機組真空嚴密性不合格隱患，提高了機組運行的安全性和競技性。3號機組凝汽器Ⅱ真空嚴密性數(shù)據(jù)對比如下圖 3。

6 結論

凝汽器真空是機組運行的重要參數(shù)，真空降低時不僅影響機組出力和經(jīng)濟性，當真空快速下跌時也可能導致機組跳閘。本文對某 660MW超超臨界燃煤發(fā)電機組為例，針對其真空嚴密性試驗不合格進行了噴氦捉漏，昀終找到漏點為給泵汽輪機軸封回汽管道破損，并對此分析并提出了一些解決措施。本文的分析為真空系統(tǒng)的捉漏工作提供了一些分析思路，可通過給泵汽輪機軸封進汽壓力調節(jié)對同類型機組的調試運行具有一定的參考意義。

參考文獻

[1]冉志超，張寶，沈全義. 汽輪機真空系統(tǒng)檢漏方法及典型案例分析[J]. 浙江電力，2016，35（3）：34-37.

[2]王濱.某電廠#3機組真空系統(tǒng)的檢漏及處理措施[J].華電技術，2011，33（4）;35-36，76.

作者簡介：姚建偉（1969 -），男，高級技師，專業(yè)從事各類汽輪機本體檢修。