一、真空严密性的重要性凝结器真空是发电厂重要的监视参数之一,凝结器真空变化对汽轮机安全、经济运行有较大影响。运行试验表明,凝汽器真空每降低1KPa会使汽轮机汽耗增加1.5%~2.5%,发电机煤耗增加0.25%,使循环效率下降。汽轮机排汽温度的升高,会引起汽轮机轴承中心偏移,严重时会引起汽轮机的振动。此外,凝汽器真空降低时在保证机组出力不变时,必须增加蒸汽流量,导致轴向推力增大,影响汽轮机安全运行。另一方面,空气漏入凝结水中会使凝结水溶氧不合格,腐蚀汽轮机、锅炉设备,影响机组的安全运行。
一、真空严密性的重要性
凝结器真空是发电厂重要的监视参数之一,凝结器真空变化对汽轮机安全、经济运行有较大影响。
运行试验表明,凝汽器真空每降低1KPa会使汽轮机汽耗增加1.5%~2.5%,发电机煤耗增加0.25%,使循环效率下降。汽轮机排汽温度的升高,会引起汽轮机轴承中心偏移,严重时会引起汽轮机的振动。此外,凝汽器真空降低时在保证机组出力不变时,必须增加蒸汽流量,导致轴向推力增大,影响汽轮机安全运行。另一方面,空气漏入凝结水中会使凝结水溶氧不合格,腐蚀汽轮机、锅炉设备,影响机组的安全运行。所以在汽轮机运行过程中,真空是一项非常重要的参数,真空值的高低,直接影响机组的经济性与安全性。
二、凝汽器真空压力低的原因
(1)加热器或除氧器事故疏水阀误开,引起加热器或除氧器汽水大量流到凝汽器,导致真空下降。
(2)大机或小机轴封系统故障或调整不当,大量空气从汽轮机后汽封吸入引起真空快速下降。
(3)凝汽器循环冷却水中断或水量不足。循环水中断,将出现凝汽器循环水进口失压的情况,导致汽轮机排汽温度急骤升高,真空迅速降低。循环冷却水量不足,不能满足冷却汽轮机全部排汽量的要求,将导致真空的逐渐下降。
(4)循环冷却水进口温度高,必然会影响到汽轮机排汽的冷却,进而影响到机组的真空。
(5)凝汽器水位过高。凝汽器中凝结水液面超出热井水位计上限,淹没部分冷却水管时,由于凝汽器汽侧冷却面积减少而使真空缓慢下降,严重时,如水位升高凝结水进入抽气管,则真空迅速下降。
(6)真空泵工作不正常,必然引起凝汽系统的不可溶气体不断增多,导致凝汽系统真空降低。
(7)真空系统不严密,漏入凝汽器汽侧的空气量增多,抽气器超负荷工作引起真空下降。
机组运行过程中如果出现真空下降的问题,排除比较常见的故障外,真空系统的泄漏是造成真空下降的主要原因。其主要现象为真空下降、真空泵电流增大等。
三、氦质谱检漏仪真空查漏法
系统原理如图1所示。
凝汽器真空系统压力低主要是由于系统内有管道或仪表接口松动,垫片破损或焊口裂缝造成空气被吸入产生的。漏入真空系统的空气通过真空泵抽出,排到大气中。试验中,将高灵敏度氦质谱检漏仪的吸枪架在真空泵排气口;将氦气喷洒到真空系统各个可能发生泄漏的区域,若有漏点,氦气将被负压吸入到凝汽器中,由真空泵抽出,通过排气口排到大气中,吸枪会吸入部分带有氦气分子的气体,检漏仪便会显示出检测到的氦气分子量。
漏点越大,被吸入的氦气分子量就越多,从而被检漏仪捕捉到的氦气分子也越多,这样就能准确锁定漏点的位置和大小。
某机组真空查漏现场测点清单:
四、经济性提高的推算
湖北某电厂210号汽轮机是东方汽轮机有限公司生产的N330-16.67/538/538型机组,试验发现其真空严密性为0.57kPa/min,采用氦质谱检漏仪发现漏点,进行消缺后,真空严密性降为0.06kPa/min。在300MW负荷工况下,真空-95.2kPa变化为-97.2kPa。
300MW机组真空每升高1kPa,对热耗影响1.0502%,对发电煤耗的影响3.099g/(kW·h)。本文所述机组经真空查漏消缺后,机组真空提高约2kPa,煤耗下降6.198g/(kWh),按照本文所述机组年利用4706小时计算,每年可节约发电燃煤9628.48吨煤,每年可节约发电成本481.4万元。