電廠真空系統查漏的應用

梅立迅

（南京南鋼產業發展有限公司，江蘇南京 210032）

引言

凝汽器的真空度是電廠需要重點關注的參數。凝汽器真空度每降低1 kPa，會使汽輪機耗增加1.5%～2.5%、煤耗增加3.0 g/kWh、汽輪機效率下降0.3%。與此同時，系統也會出現如下狀況：系統循環效率下降，汽輪機排汽溫度的升高會引起汽輪機軸承中心偏移；在保證機組出力不變時，系統必須增加蒸發流量，導致軸向推力增大；空氣漏入導致凝結水溶氧不合格，腐蝕汽輪機及鍋爐設備，影響機組的安全運行［1］。通過氦質譜儀方法對機組真空系統查漏已取得良好效果。

1 氦氣查漏原理

氦質譜檢漏儀的工作原理是利用氦氣分子在真空中擴散的特性，將氦氣注入被檢測物體內部或周圍環境中，然后使用氦質譜儀檢測周圍環境中是否存在氦氣，如果存在，則說明被檢測物體存在漏洞或裂縫。因為在特定溫度下，氦分子比除氫外的任何其它氣體都具有更高的粒子速度，因此氦比大多數其它探索氣體都能更快地穿過漏孔。利用氦氣作為汽輪機真空系統檢漏示蹤氣體，用噴射器逐一對真空系統設備每個部位釋放氦氣，如果該部位存在漏點，氦氣將被吸入，最終從水環真空泵排出［2］，通過氦氣檢測儀在水環真空泵排汽口檢測示蹤氣體，從而可判斷真空系統的泄漏點位置和泄漏空氣量相對大小。其大致原理如圖1所示。

圖1 氦質譜儀原理

2 實施方案與技術指標

2.1 查漏方法與運行條件

（1）真空系統查漏在機組帶負荷運行時在線進行，檢測時要求機組負荷穩定、維持真空泵運行。

（2）氦質譜檢漏儀現場接線、通電、自檢，獲取環境背景讀數。

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

（4）為更全面地檢測到所有漏點、明確漏點的泄漏程度和發生泄漏的條件，需要適當調整機組運行工況（如改變機組負荷、軸封供汽壓力、水封供水壓力，開關相關閥門等）。在機組運行工況調整之后，對相應部位再進行上述檢測。

2.2 檢查部位

對整個真空系統包括機組低壓缸本體、低加系統、凝結水系統、加熱器疏水系統、擴容器疏水系統及本體、低加各抽汽管道、真空抽汽系統、低壓旁路系統、凝汽器補水系統、軸封加熱器疏水系統、接至凝汽器汽側的所有閥門、法蘭及管道等設備進行周密、科學的檢測，對不合理的運行方式進行調整。

重點檢測對象包括：后排汽缸防爆門及人孔門；低壓軸封及結合面；凝汽器喉部膨脹節；凝汽器法蘭連接處及人孔門；凝汽器真空破壞閥及其法蘭；低加汽側法蘭及相關管道法蘭；真空系統測量元件，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管道法蘭；熱井及凝結水泵管道、閥門、法蘭結合面；凝結水泵空氣門及其管道閥門；低壓缸結合面；疏水擴容器汽側與凝汽器喉部連接管段；法蘭加熱聯箱系統閥門、管道、法蘭結合面；軸封加熱器風機；加熱器汽側放水門；抽汽管道及抽汽逆止門；處于真空狀態的設備水封［3］。

3 真空系統泄漏點軟處理措施

采用檢漏率不低于1.00×10-12Pa·m3/s 且配備外置標準漏孔的Sfj-261 氦質譜檢漏儀對汽機房內機組所有涉及真空系統（如汽輪機本體、凝汽器本體、凝結水泵本體、凝結水系統管道、閥門等）設備進行全面查漏。一旦發現有泄漏點，采用HZ-1213 高溫硅酮中性密封膠進行堵漏處理。查漏及堵漏工作全面結束后進行真空嚴密性試驗，驗證最終查漏效果。

軟封堵處理工序：

（1）首先對系統所有的漏點部位外表面進行打磨、清理，直至符合堵膠要求。

（2）對清理后的漏點，采用耐高溫材料進行軟封堵處理。

（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，再進行下一次涂抹，最終使泄漏點表面形成一層韌性膜層。

4 實踐應用

某大型鋼鐵企業自備電廠有5 臺煤氣發電機組，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 汽輪發電機組。本次查漏的3#機組汽輪機是某汽輪機廠型號為N50-8.83-8的單缸高壓沖動冷凝式汽輪機，該機組于2009年11月投產運行。

近期3#機組在運行中發現真空度存在下降趨勢，2 臺射水抽汽器同時運行，真空度僅在-83 kPa。結合運行參數判斷該機組真空系統可能存在泄漏，因此對3#機組進行查漏工作。

4.1 查漏內容

機組查漏范圍有：3#機組中、低壓缸本體及軸封系統；機組高、低加疏水系統；機組凝結水系統；機組抽真空系統；機組排汽系統等。查漏具體進程與內容如表1所示。

表1 查漏進程與內容

4.2 查漏結果

在氦質譜儀檢漏率基數為 1.00×10-10Pa·m3/s基礎上進行檢測?，F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，該漏點對機組真空度影響不大；

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

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

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

截至6 月19 日，3#機組真空系統查漏全部結束。部分泄漏部位如圖2 和圖3 所示。詳細查漏結果如表2所示。

表2 3#機組泄漏部位清單

圖2 A側中、低壓缸聯合處結合面

圖3 B側中、低壓缸聯合處結合面

4.3 具體泄漏點及處理建議

（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。根據泄漏程度分析認為，此處對機組真空度影響較小。

建議：為保證機組長期穩定運行，此處用耐高溫密封膠進行處理。

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

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

（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，說明此疏水閥門內漏。此處為小漏點，對機組真空度影響較小。

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行檢測。泄漏率檢測值為9.50×10-8Pa·m3/s，屬于大漏點。

建議：在停機過程中拆除此處六、七抽水平段保溫，檢查焊縫及膨脹節部位等，同時對焊縫進行加強處理。

（5）6 月19 日，機組在停機檢修期間，對上述問題進行了全面檢修及處理。處理后再次對上述泄漏部位進行了復測。最終結果為：原來2 臺射水抽汽器運行時，3#機組真空度才能達到-83 kPa，經過本次查漏處理后，3#機組與同類機組運行狀態一致，1臺射水抽汽器運行時，真空度即可達到-90 kPa（根據機組負荷及循環水溫度等變化，真空度也會相應有所變化），達到既定要求。

5 結束語

汽輪機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、氦氣查漏儀檢測法均是機組運行過程中檢測真空系統嚴密性的有效方法。通過實例，利用氦氣查漏的方法高效地找到了相關漏點，消除漏點后，機組的真空度得到了有效提升，提高了機組的經濟性指標。