電廠真空系統(tǒng)查漏的應(yīng)用

梅立迅

（南京南鋼產(chǎn)業(yè)發(fā)展有限公司，江蘇南京 210032）

引言

凝汽器的真空度是電廠需要重點(diǎn)關(guān)注的參數(shù)。凝汽器真空度每降低1 kPa，會使汽輪機(jī)耗增加1.5%～2.5%、煤耗增加3.0 g/kWh、汽輪機(jī)效率下降0.3%。與此同時，系統(tǒng)也會出現(xiàn)如下狀況：系統(tǒng)循環(huán)效率下降，汽輪機(jī)排汽溫度的升高會引起汽輪機(jī)軸承中心偏移；在保證機(jī)組出力不變時，系統(tǒng)必須增加蒸發(fā)流量，導(dǎo)致軸向推力增大；空氣漏入導(dǎo)致凝結(jié)水溶氧不合格，腐蝕汽輪機(jī)及鍋爐設(shè)備，影響機(jī)組的安全運(yùn)行［1］。通過氦質(zhì)譜儀方法對機(jī)組真空系統(tǒng)查漏已取得良好效果。

1 氦氣查漏原理

氦質(zhì)譜檢漏儀的工作原理是利用氦氣分子在真空中擴(kuò)散的特性，將氦氣注入被檢測物體內(nèi)部或周圍環(huán)境中，然后使用氦質(zhì)譜儀檢測周圍環(huán)境中是否存在氦氣，如果存在，則說明被檢測物體存在漏洞或裂縫。因?yàn)樵谔囟囟认拢し肿颖瘸龤渫獾娜魏纹渌鼩怏w都具有更高的粒子速度，因此氦比大多數(shù)其它探索氣體都能更快地穿過漏孔。利用氦氣作為汽輪機(jī)真空系統(tǒng)檢漏示蹤氣體，用噴射器逐一對真空系統(tǒng)設(shè)備每個部位釋放氦氣，如果該部位存在漏點(diǎn)，氦氣將被吸入，最終從水環(huán)真空泵排出［2］，通過氦氣檢測儀在水環(huán)真空泵排汽口檢測示蹤氣體，從而可判斷真空系統(tǒng)的泄漏點(diǎn)位置和泄漏空氣量相對大小。其大致原理如圖1所示。

圖1 氦質(zhì)譜儀原理

2 實(shí)施方案與技術(shù)指標(biāo)

2.1 查漏方法與運(yùn)行條件

（1）真空系統(tǒng)查漏在機(jī)組帶負(fù)荷運(yùn)行時在線進(jìn)行，檢測時要求機(jī)組負(fù)荷穩(wěn)定、維持真空泵運(yùn)行。

（2）氦質(zhì)譜檢漏儀現(xiàn)場接線、通電、自檢，獲取環(huán)境背景讀數(shù)。

（3）首先在機(jī)組正常運(yùn)行方式下進(jìn)行，將檢測儀探頭放置在真空泵排汽口，對真空系統(tǒng)可疑泄漏點(diǎn)噴入適量氦氣，一旦氦質(zhì)譜儀測得氦氣濃度增幅較大，則表明該點(diǎn)存在泄漏。記錄檢測時間、氦氣濃度和可疑部位，做好漏點(diǎn)標(biāo)示和漏點(diǎn)大小判別。

（4）為更全面地檢測到所有漏點(diǎn)、明確漏點(diǎn)的泄漏程度和發(fā)生泄漏的條件，需要適當(dāng)調(diào)整機(jī)組運(yùn)行工況（如改變機(jī)組負(fù)荷、軸封供汽壓力、水封供水壓力，開關(guān)相關(guān)閥門等）。在機(jī)組運(yùn)行工況調(diào)整之后，對相應(yīng)部位再進(jìn)行上述檢測。

2.2 檢查部位

對整個真空系統(tǒng)包括機(jī)組低壓缸本體、低加系統(tǒng)、凝結(jié)水系統(tǒng)、加熱器疏水系統(tǒng)、擴(kuò)容器疏水系統(tǒng)及本體、低加各抽汽管道、真空抽汽系統(tǒng)、低壓旁路系統(tǒng)、凝汽器補(bǔ)水系統(tǒng)、軸封加熱器疏水系統(tǒng)、接至凝汽器汽側(cè)的所有閥門、法蘭及管道等設(shè)備進(jìn)行周密、科學(xué)的檢測，對不合理的運(yùn)行方式進(jìn)行調(diào)整。

重點(diǎn)檢測對象包括：后排汽缸防爆門及人孔門；低壓軸封及結(jié)合面；凝汽器喉部膨脹節(jié)；凝汽器法蘭連接處及人孔門；凝汽器真空破壞閥及其法蘭；低加汽側(cè)法蘭及相關(guān)管道法蘭；真空系統(tǒng)測量元件，包括取樣管、真空表、水位計接頭；軸封加熱器放空氣門及相關(guān)管道法蘭；熱井及凝結(jié)水泵管道、閥門、法蘭結(jié)合面；凝結(jié)水泵空氣門及其管道閥門；低壓缸結(jié)合面；疏水?dāng)U容器汽側(cè)與凝汽器喉部連接管段；法蘭加熱聯(lián)箱系統(tǒng)閥門、管道、法蘭結(jié)合面；軸封加熱器風(fēng)機(jī)；加熱器汽側(cè)放水門；抽汽管道及抽汽逆止門；處于真空狀態(tài)的設(shè)備水封［3］。

3 真空系統(tǒng)泄漏點(diǎn)軟處理措施

采用檢漏率不低于1.00×10-12Pa·m3/s 且配備外置標(biāo)準(zhǔn)漏孔的Sfj-261 氦質(zhì)譜檢漏儀對汽機(jī)房內(nèi)機(jī)組所有涉及真空系統(tǒng)（如汽輪機(jī)本體、凝汽器本體、凝結(jié)水泵本體、凝結(jié)水系統(tǒng)管道、閥門等）設(shè)備進(jìn)行全面查漏。一旦發(fā)現(xiàn)有泄漏點(diǎn)，采用HZ-1213 高溫硅酮中性密封膠進(jìn)行堵漏處理。查漏及堵漏工作全面結(jié)束后進(jìn)行真空嚴(yán)密性試驗(yàn)，驗(yàn)證最終查漏效果。

軟封堵處理工序：

（1）首先對系統(tǒng)所有的漏點(diǎn)部位外表面進(jìn)行打磨、清理，直至符合堵膠要求。

（2）對清理后的漏點(diǎn)，采用耐高溫材料進(jìn)行軟封堵處理。

（3）在以上步驟處理完成后，在泄漏處多次涂抹耐高溫膠，每層涂抹完成后約需3 h 至凝固狀態(tài)，再進(jìn)行下一次涂抹，最終使泄漏點(diǎn)表面形成一層韌性膜層。

4 實(shí)踐應(yīng)用

某大型鋼鐵企業(yè)自備電廠有5 臺煤氣發(fā)電機(jī)組，分別配套2 臺390 t/h、3 臺220 t/h 煤氣鍋爐和2 臺120 MW、3 臺50 MW 汽輪發(fā)電機(jī)組。本次查漏的3#機(jī)組汽輪機(jī)是某汽輪機(jī)廠型號為N50-8.83-8的單缸高壓沖動冷凝式汽輪機(jī)，該機(jī)組于2009年11月投產(chǎn)運(yùn)行。

近期3#機(jī)組在運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)真空度存在下降趨勢，2 臺射水抽汽器同時運(yùn)行，真空度僅在-83 kPa。結(jié)合運(yùn)行參數(shù)判斷該機(jī)組真空系統(tǒng)可能存在泄漏，因此對3#機(jī)組進(jìn)行查漏工作。

4.1 查漏內(nèi)容

機(jī)組查漏范圍有：3#機(jī)組中、低壓缸本體及軸封系統(tǒng)；機(jī)組高、低加疏水系統(tǒng)；機(jī)組凝結(jié)水系統(tǒng)；機(jī)組抽真空系統(tǒng)；機(jī)組排汽系統(tǒng)等。查漏具體進(jìn)程與內(nèi)容如表1所示。

表1 查漏進(jìn)程與內(nèi)容

4.2 查漏結(jié)果

在氦質(zhì)譜儀檢漏率基數(shù)為 1.00×10-10Pa·m3/s基礎(chǔ)上進(jìn)行檢測。現(xiàn)將泄漏程度定義如下：

（1）泄漏率為5.00×10-10～9.99×10-10Pa·m3/s 時，屬于較小漏點(diǎn)，該漏點(diǎn)對機(jī)組真空度影響不大；

（2）泄漏率為1.00×10-9～9.99×10-9Pa·m3/s時，屬于中漏點(diǎn)，該漏點(diǎn)對機(jī)組真空度影響較小；

（3）泄漏率為1.00×10-8～9.99×10-8Pa·m3/s時，屬于大漏點(diǎn)，該漏點(diǎn)對機(jī)組真空度影響大；

（4）泄漏率為1.00×10-7～9.99×10-7Pa·m3/s時，屬于特大漏點(diǎn)，該漏點(diǎn)對機(jī)組真空度影響特別大。

截至6 月19 日，3#機(jī)組真空系統(tǒng)查漏全部結(jié)束。部分泄漏部位如圖2 和圖3 所示。詳細(xì)查漏結(jié)果如表2所示。

表2 3#機(jī)組泄漏部位清單

圖2 A側(cè)中、低壓缸聯(lián)合處結(jié)合面

圖3 B側(cè)中、低壓缸聯(lián)合處結(jié)合面

4.3 具體泄漏點(diǎn)及處理建議

（1）在低壓缸防爆門處的泄漏率檢測值為1.20×10-9Pa·m3/s，屬于中漏點(diǎn)。根據(jù)泄漏程度分析認(rèn)為，此處對機(jī)組真空度影響較小。

建議：為保證機(jī)組長期穩(wěn)定運(yùn)行，此處用耐高溫密封膠進(jìn)行處理。

（2）在A側(cè)中、低壓缸聯(lián)合處結(jié)合面的泄漏率檢測值為1.40×10-7Pa·m3/s；B 側(cè)中、低壓缸聯(lián)合處結(jié)合面的泄漏率為1.20×10-7Pa·m3/s。兩者均屬于特大漏點(diǎn)，對機(jī)組真空度影響特別大。

建議：若不更換結(jié)合面處墊片，可在停機(jī)過程中對此處結(jié)合面及螺栓、螺母用耐高溫密封膠進(jìn)行全封閉處理。

（3）在3#均壓箱疏水門排地溝處的泄漏率檢測值為9.97×10-10Pa·m3/s，說明此疏水閥門內(nèi)漏。此處為小漏點(diǎn)，對機(jī)組真空度影響較小。

建議：緊固螺栓。

（4）低壓缸下端六、七抽水平段處于高溫位置，且空間狹小，在零米層用加長伸縮桿進(jìn)行檢測。泄漏率檢測值為9.50×10-8Pa·m3/s，屬于大漏點(diǎn)。

建議：在停機(jī)過程中拆除此處六、七抽水平段保溫，檢查焊縫及膨脹節(jié)部位等，同時對焊縫進(jìn)行加強(qiáng)處理。

（5）6 月19 日，機(jī)組在停機(jī)檢修期間，對上述問題進(jìn)行了全面檢修及處理。處理后再次對上述泄漏部位進(jìn)行了復(fù)測。最終結(jié)果為：原來2 臺射水抽汽器運(yùn)行時，3#機(jī)組真空度才能達(dá)到-83 kPa，經(jīng)過本次查漏處理后，3#機(jī)組與同類機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)一致，1臺射水抽汽器運(yùn)行時，真空度即可達(dá)到-90 kPa（根據(jù)機(jī)組負(fù)荷及循環(huán)水溫度等變化，真空度也會相應(yīng)有所變化），達(dá)到既定要求。

5 結(jié)束語

汽輪機(jī)真空度偏低是常見且難以解決的問題。目前，超聲波探測法、燭光發(fā)、氦氣查漏儀檢測法均是機(jī)組運(yùn)行過程中檢測真空系統(tǒng)嚴(yán)密性的有效方法。通過實(shí)例，利用氦氣查漏的方法高效地找到了相關(guān)漏點(diǎn)，消除漏點(diǎn)后，機(jī)組的真空度得到了有效提升，提高了機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。