汽轮机真空系统严密性下降诊断与防范措施探讨.doc

汽轮机真空系统严密性下降诊断与防范措施探讨 汽轮机真空系统严密性是关系到汽轮机安全、经济运行的一项重要指标, 对引起其下降的原因与部位进行诊断, 并采纳有效的措施提升真空系统的严密性是电力生产部门一项基础性工作。文章结合魏桥发电厂30MW机组长期存在真空度不够的问题, 对引起真空系统严密性下降的因素进行了较全面的分析, 找出具体原因, 制定相应的解决对策并加以实施, 从而提升了机组的经济性。文章同时对近年来真空系统泄漏的诊肯定位技术的主要研究成果与经验进行了介绍, 并就提升汽轮机真空系统严密性的其他措施作了一些有益的探讨, 以便在实际工作中结合现场状况, 处理好危害机组安全经济运行的这一顽症。 n0 a6 m v3 c; S 真空系统是凝汽式汽轮机的一个重要组成部分，其严密性的好坏直接影响整个设备运行的热经济性和安全性。因此，国家电力行业标准对真空系统的严密性要求非常严格。然而，由于制定、安装和运行、检修等方面的原因，许多电厂的机组在运行过程中时常出现真空偏低的现象，这种现象在我厂30/60MW机组上尤为严重。6 _7 d; l9 2 k I 真空系统严密性下降不仅会造成汽轮机排汽温度上升，有效焓降减小，循环效率降低，而且还会导致排汽缸变形和振动。另一方面，空气进入凝汽器也会导致凝结水含氧量不合格，腐蚀锅炉、汽轮机设备。因此，在机组运行过程中应密切监视真空系统真空值，当真空较低时，分析引起真空下降的原因、确定泄漏的部位，并选择合理的治理方案对提升真空系统的严密性具有重要意义。为此，本文结合生产施行，首先分析真空系统严密性下降的原因，介绍目前泄漏诊肯定位技术的发展与应用状况，然后探讨几种提升真空系统严密性的措施。 L! G4 + k d+ W9 a: J + k- p W6 l K2 7 X9 m 真空系统严密性不够的特征 * b% T- l: s4 I+ M2 b( D 严密性下降主要是由于真空系统存在泄漏，此时凝汽器汽侧空间的空气量增加，空气分压力增大；同时凝汽器内漏入空气后，凝结蒸汽对冷却水管壁的放热系数会变差，总导热系数减小，传热量减少。从这一传热学原理可知，汽轮机真空系统泄漏产生的特征是：排汽温度升高，背压升高，真空降低，端差增大，凝结水温度升高，过冷度增加以及凝结水含氧量增加。 ! s( U: ! b7 C i* f 必必需注意的是，当某一故障特征出现时，其具体表现及引起的原因是多方面的。以某厂为例，自投入凝汽器反冲洗以来，坚持每2天冲洗一次，连续冲洗了一个月，但提升真空的效果不显然。然而发现，汽轮机第六段抽汽温度经常超过正常温度(8085)，1号低压加加热器的进汽度达400以上(见表1)，可该加热器的凝结水温升只有10左右，远小于制定温升(3050)。经分析，其中的主要原因有以下方面。 M5 ! l6 K7 S; E(1)前汽封第三腔室的漏汽量过大。关于1号低压加热器进行热平衡计算，得出前汽封第三腔室的漏汽量G3为2.3145t/h，比厂家给出的0.45t/h要大5倍。广州发电厂1号机组曾发生过相同的漏汽量过大的问题，其采纳的改造方式要点有二：一是将前汽封第三腔室进入第六段抽汽管的194mm6mm管子，在垂直进入第六段529mm6mm抽汽母管之后，转向90，沿529mm6mm管线向前延伸至超过2条第六段抽汽口，向1号低压加热器方向喷射，并将529mm6mm管材由A3F钢换成20号钢管；二是将2号低压加热器空气管引一旁路直接进入凝汽器，避免3号、2号低压加热器的空气沿1号低压加热器汽室靠上部开口，进入凝汽器，使空气不积聚在1号低压加热器减少空气的分压力，增加其传热效果。- G# B/ R+ P: c) L Z9 i1 B (2)凝汽器传热效果差，循环水温度高，水量少。 L I3 s6 S 6 4 j (3)真空系统严密性不够。通过做真空严密性试验时发现：严密性严重不合格，真空不到一分钟就从90.7kPa下降至86kPa。马上停止试验，经查发现六段抽汽法兰接合处严重漏气。以下仅就真空系统严密性问题，作相关分析研究。 + ; H j/ P; * F( I ) W 9 l; b* ) D- 2、引起真空系统严密性下降的原因 0 Y$ L U! |7 n2 R$ |$ P V8 L I6 v 影响凝汽器真空下降的原因很多，主要有：真空系统的严密性、循环水流量和进口水温、真空泵的出力不够、高-中压疏水系统大量内漏、凝汽器铜管清洁系数、凝汽器热负荷及循环水出水管顶部集有空气或虹吸中断等。 7 R$ l6 u% _! . x( D9 W a1 R f6 e# e% e+ C6 j B% v4 P 5 / | e, E m7 J* t 真空系统的严密性差仅是引起凝汽器真空下降的五大类因素之一，各大类因素之下还有许多子因素。当凝汽器真空偏低时，应先从机组表现出的特征，确定引起真空下降的因素属于那一大类，再从大类中找出具体原因，加以治理。其中泄漏是引封系统轴封套上半部轴封无进、出汽管，只有下半部轴封套有进、出汽管，上半部轴封压力低下半部轴封压力高，上、下轴封压力不均匀，影响轴封密封效果。 ! h/ G R$ v( E4 O( H$ j H5 f1 M (3)低压缸结合面泄漏。原因主要有： 汽缸制造、检修、安装质量有问题，汽缸法兰结合面不严或有残余应力存在，机组投运后出现漏汽。 机组启动、停止过程中加减负荷过快，汽缸夹层和法兰加热装置使用不当；停机后汽缸保温打掉得过早或检修后保温包得不好，停机后缸温下降过快或者汽缸进冷汽、冷水等，使汽缸内外壁和法兰内外壁温差过大，致使上下缸结合面吻合度不好，局部产生间隙，大量空气由此进入排汽室，造成真空度下降。真空下降速度严重时可能使汽轮机转子发生振动和末级叶片喘振等异常，甚至造成叶片断裂事故。 (4)小汽机轴封送汽不合理。机组运行时，主机轴封通过凹凸压差进行自密封和自动跟踪，而小汽机的轴封送汽则由于前后轴封由同一根管道从辅汽直接引入，前后轴封阻力不等，所以前后送汽压力难于调整和自动调节跟踪，导致了小机前后轴封漏空气。另外，假设轴封供汽压力过低或小汽机轴封回汽门开启过大，都会使空气直接通过回汽总门进入凝汽器而影响真空。 : O5 V% a 1 U (5)抽气器、低加进气门、疏水门泄漏以及其他类泄漏，如中压疏水系统内漏、凝汽器汽侧人孔门及喉部焊缝泄漏、低压防爆门泄漏、凝汽器汽侧的水位计接头泄漏、抽空气系统阀门泄漏、排汽管疏水U形水封被破坏等。 1 s$ F t$ A, p w2 U7 ( h 3、泄漏的检测与诊断 3.1 检测条件和方法 凝汽器真空下降不仅会造成汽轮机有效焓降减小，循环热效率下降,而且还会导致排汽缸变形和振动，因此在机组运行过程中应密切监视凝汽器真空值。设t为循环水温升，；t为凝汽器传热端差，假设t/t1就应合计胶球清洗装置的投运及凝汽器气密性检测。