汽輪機真空系統嚴密性是關系到汽輪機安全、經濟運行的一項重要指標, 對引起其下降的原因與部位進行診斷, 并采取有效的措施提高真空系統的嚴密性是電力生產部門一項基礎性工作。文章結合魏橋發電廠30MW機組長期存在真空度不足的問題, 對引起真空系統嚴密性下降的因素進行了較全面的分析, 找出具體原因, 制定相應的解決對策并加以實施, 從而提高了機組的經濟性。文章同時對近年來真空系統泄漏的診斷定位技術的主要研究成果與經驗進行了介紹, 并就提高汽輪機真空系統嚴密性的其他措施作了一些有益的探討, 以便在實際工作中結合現場情況, 處理好危害機組安全經濟運行的這一頑癥。
??? & n0 a6 m? v3 c; S?? 真空系統是凝汽式汽輪機的一個重要組成部分，其嚴密性的好壞直接影響整個設備運行的熱經濟性和安全性。因此，國家電力行業標準對真空系統的嚴密性要求非常嚴格。然而，由于設計、安裝和運行、檢修等方面的原因，許多電廠的機組在運行過程中時常出現真空偏低的現象，這種現象在我廠30/60MW機組上尤為嚴重。6 _7 d; l9 ~2 k? I& \
????? 真空系統嚴密性下降不僅會造成汽輪機排汽溫度上升，有效焓降減小，循環效率降低，而且還會導致排汽缸變形和振動。另一方面，空氣進入凝汽器也會導致凝結水含氧量不合格，腐蝕鍋爐、汽輪機設備。因此，在機組運行過程中應密切監視真空系統真空值，當真空較低時，分析引起真空下降的原因、確定泄漏的部位，并選擇合理的治理方案對提高真空系統的嚴密性具有重要意義。為此，本文結合生產實踐，首先分析真空系統嚴密性下降的原因，介紹目前泄漏診斷定位技術的發展與應用情況，然后探討幾種提高真空系統嚴密性的措施。? & L! G4 }+ k" d+ W9 a: J
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??? 真空系統嚴密性不足的特征? * b% T- l: s4 I+ M2 b( D
?????? 嚴密性下降主要是由于真空系統存在泄漏，此時凝汽器汽側空間的空氣量增加，空氣分壓力增大；同時凝汽器內漏入空氣后，凝結蒸汽對冷卻水管壁的放熱系數會變差，總導熱系數減小，傳熱量減少。從這一傳熱學原理可知，汽輪機真空系統泄漏產生的特征是：排汽溫度升高，背壓升高，真空降低，端差增大，凝結水溫度升高，過冷度增加以及凝結水含氧量增加。? & ~! s( U: }! b7 C? i* f
??? 必需注意的是，當某一故障特征出現時，其具體表現及引起的原因是多方面的。以某廠為例，自投入凝汽器反沖洗以來，堅持每2天沖洗一次，連續沖洗了一個月，但提高真空的效果不明顯。然而發現，汽輪機第六段抽汽溫度經常超過正常溫度(80~85℃)，1號低壓加加熱器的進汽度達400℃以上(見表1)，可該加熱器的凝結水溫升只有10℃左右，遠小于設計溫升(30~50℃)。經分析，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過大。對于1號低壓加熱器進行熱平衡計算，得出前汽封第三腔室的漏汽量G3為2.3145t/h，比廠家給出的0.45t/h要大5倍。廣州發電廠1號機組曾發生過相同的漏汽量過大的問題，其采用的改造方式要點有二：一是將前汽封第三腔室進入第六段抽汽管的Φ194mm×6mm管子，在垂直進入第六段Φ529mm×6mm抽汽母管之后，轉向90°，沿Φ529mm×6mm管線向前延伸至超過2條第六段抽汽口，向1號低壓加熱器方向噴射，并將Φ529mm×6mm管材由A3F鋼換成20號鋼管；二是將2號低壓加熱器空氣管引一旁路直接進入凝汽器，避免3號、2號低壓加熱器的空氣沿1號低壓加熱器汽室靠上部開口，進入凝汽器，使空氣不積聚在1號低壓加熱器，減少空氣的分壓力，增加其傳熱效果。- G# B/ R+ P: c) L' Z9 i1 B
??? (2)凝汽器傳熱效果差，循環水溫度高，水量少。 " L" I3 s6 S? }6 [4 j
??? (3)真空系統嚴密性不足。通過做真空嚴密性試驗時發現：嚴密性嚴重不合格，真空不到一分鐘就從90.7kPa下降至86kPa。立即停止試驗，經查發現六段抽汽法蘭接合處嚴重漏氣。以下僅就真空系統嚴密性問題，作相關分析研究。? + {; H" j/ P; {* F( I
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??? 2、引起真空系統嚴密性下降的原因?
??? 0 Y$ L" U! |7 n2 R$ |$ P& V8 L& I6 v? 影響凝汽器真空下降的原因很多，主要有：真空系統的嚴密性、循環水流量和進口水溫、真空泵的出力不足、高-中壓疏水系統大量內漏、凝汽器銅管清潔系數、凝汽器熱負荷及循環水出水管頂部集有空氣或虹吸中斷等。
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??? 真空系統的嚴密性差僅是引起凝汽器真空下降的五大類因素之一，各大類因素之下還有許多子因素。當凝汽器真空偏低時，應先從機組表現出的特征，確定引起真空下降的因素屬于那一大類，再從大類中找出具體原因，加以治理。其中泄漏是引起真空系統嚴密性下降的根本原因，它包括以下幾方面：?
??? $ [% f? y& g* ^, m/ R(1)低壓軸封徑向間隙偏大。主要原因是軸封供汽壓力不能隨負荷的變化而做相應的調整。高壓軸封供汽和低壓軸封供汽共用1臺調整門控制，負荷變化時，通過調整門后的供汽壓力不能分別滿足高壓軸封和低壓軸封壓力的需要，此時便造成軸封漏泄。汽封間隙的大小、汽封的完好程度也是造成軸封漏泄的較重要因素。?
??? ' l8 @" x) T5 w8 C9 B(2)軸封系統結構不完善。如單進、單出軸封系統軸封套上半部軸封無進、出汽管，只有下半部軸封套有進、出汽管，上半部軸封壓力低，下半部軸封壓力高，上、下軸封壓力不均勻，影響軸封密封效果。? ! h/ G? R$ v( E4 O( H$ j' H5 f1 M
??? (3)低壓缸結合面泄漏。原因主要有：
??? ①汽缸制造、檢修、安裝質量有問題，汽缸法蘭結合面不嚴或有殘余應力存在，機組投運后出現漏汽。
??? ②機組啟動、停止過程中加減負荷過快，汽缸夾層和法蘭加熱裝置使用不當；停機后汽缸保溫打掉得過早或檢修后保溫包得不好，停機后缸溫下降過快或者汽缸進冷汽、冷水等，使汽缸內外壁和法蘭內外壁溫差過大，致使上下缸結合面吻合度不好，局部產生間隙，大量空氣由此進入排汽室，造成真空度下降。真空下降速度嚴重時可能使汽輪機轉子發生振動和末級葉片喘振等異常，甚至造成葉片斷裂事故。
??? (4)小汽機軸封送汽不合理。機組運行時，主機軸封通過高低壓差進行自密封和自動跟蹤，而小汽機的軸封送汽則由于前后軸封由同一根管道從輔汽直接引入，前后軸封阻力不等，所以前后送汽壓力難于調整和自動調節跟蹤，導致了小機前后軸封漏空氣。另外，若軸封供汽壓力過低或小汽機軸封回汽門開啟過大，都會使空氣直接通過回汽總門進入凝汽器而影響真空。? : O5 V% a" {1 U
??? (5)抽氣器、低加進氣門、疏水門泄漏以及其他類泄漏，如中壓疏水系統內漏、凝汽器汽側人孔門及喉部焊縫泄漏、低壓防爆門泄漏、凝汽器汽側的水位計接頭泄漏、抽空氣系統閥門泄漏、排汽管疏水U形水封被破壞等。?
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??? 3、泄漏的檢測與診斷
??? 3.1 檢測條件和方法?
??????? 凝汽器真空下降不僅會造成汽輪機有效焓降減小，循環熱效率下降,而且還會導致排汽缸變形和振動，因此在機組運行過程中應密切監視凝汽器真空值。設Δt為循環水溫升，℃；δt為凝汽器傳熱端差，℃，若Δt/δt>1就應考慮膠球清洗裝置的投運及凝汽器氣密性檢測。