600MW空冷机组的一次真空泄漏事件分析

曹建锋 杜泽全

摘 要：文章通过对600MW直接空冷机组的一次真空泄漏事件的现象进行理论分析，并最终确定泄漏点的大体位置。通过检修人员对该位置的检查，快速确定了真空泄漏点，为机组真空系统泄漏时的快速查漏提供了有力的保障，具有借鉴意义。

关键词：空冷；真空；泄漏；查漏

1 概述

内蒙古岱海发电有限责任公司二期工程2X600MW机组采用斯必克冷却技术比利时有限公司的直接空冷技术，空冷系统冷却面积为1533648m2。自2010年投运以来，机组真空系统严密性一直合格。而近期出现多次排汽装置水位异常事件。具体表现为高负荷、高背压运行期间，排汽装置水位持续降低，空冷岛6-8列的抽气温度与其它各列相比降低约20-30℃，且凝结水回水温度也较其它各列低15-30℃。而一旦负荷降低且背压也降低后，空冷岛6-8列的抽气温度和凝结水温度迅速回升到和其它各列一致，排汽装置水位也持续升高，最高达到过3.5m，只能开启#5低加出口的开车放水门来保持排汽装置的正常水位。

2 事件现象

下边就一次水位异常事件进行简单分析：当机组负荷稳定在560MW左右，环境温度也基本稳定在16℃，排汽装置水位持续下降，最低至1130mm，此时补水调门、旁路门全开，而空冷岛6-8列的抽气温度和凝结水回水温度也较其它各列低15-30℃，及时将空冷6-8列风机的频率降低至30HZ。持续几分钟后，空冷6-8列的抽气温度和凝结水温度迅速回升，排汽装置的水位也迅速回升，最高升至2.8mm左右。维持了不到1个小时，排汽装置的水位和空冷6-8列的抽气温度、凝结水回水温度又波动了一次。通过用热成像仪可以看出，空冷6-8列散热片的中部和底部确实有凝结水的存在，如图1。

图1 2号机空冷岛第8列西侧热敏成像图

3 原因分析

如图2所示，以空冷系统散热片内压力为P1（可通过抽汽温度换算），以排汽装置内压力为P2，内当地所处位置大气压为P0，忽略沿程管道阻力、阀门的节流损失，以凝结水回水管上距顶部汇流点距离为h的A点所受压强为例进行分析。

图2 空冷系统流程图

A点所受压强为P，如图3，则

P=ρg（h+5）+（P1-P2） （1）

若P>0，即ρg（h+5）>P2-P1，凝结水可以顺利回收至排汽装置。正常情况下排汽装置内的压力P2会大于空冷岛散热片内的压力P1（通过抽气温度可以换算出空冷岛散热片上压力P1），且两者差值肯定在50KPa以内，所以空冷岛凝结水管内的凝结水都应该顺利回收至排汽装置。

而通过现象及热敏成像仪可以确定空冷岛6-8列的凝结水并未顺利回收至排汽装置，而是滞留在空冷岛散热片内，其可能原因有：

（1）凝结水回水管堵塞。

凝结水回水不畅并不是一直持续，而是阶段性的，在高负荷、高背压时较易出现，故可以排除回水管堵塞的原因。

（2）散热片内发生局部冻结。

空冷散热片内发生局部冻结后，会导致排汽装置水位持续下降，而当冻结处逐步融化后，排汽装置内水位会持续上升，与此相似，但是现在所处季节发生冻结的可能性为零，可以排除此项原因。

（3）空冷岛散热片内压力突降。

空冷岛散热片内的压力突降（即P1突降），导致（P2-P1）的差值迅速增大，会造成凝结水的短时回水不畅。但两者差值也不会超过50KPa，不会造成凝结水长时间的回水不畅。另外也不会单独造成6、7、8列得空冷散热片积水，故可以排除此项原因。

（4）空冷岛散热片内漏真空。

若空冷岛散热片内漏真空，如图4，则A点所受压强

P=ρg（h+5）+（P1-P2+P0） （2）

由此可知P>0，即散热片内漏真空后，空冷岛内的凝结水会顺利回流，更不会滞留在空冷岛上，只是机组的背压会升高、煤耗会增加、效率会下降，可以排除此项原因。

（5）凝结水回水管漏真空。

若凝结水回水管道上有漏点，吸入空气造成管道局部压力升高，导致凝结水上下差压增大，其自身重力不足以克服该差压与管道阻力，导致凝结水滞留在空冷岛上。以A点位漏点，对A点上下两侧的凝结水回水分别计算，如图5。

A点下侧凝结水所受压强

P=ρgh1+（P0- P1） （3）

由此可知P>0，即漏点以下的凝结水会顺利回流。

A点上侧凝结水所受压强，如图6。

P=ρg（h+5）+（P1-P0） （4）

若P>0，及ρg（h+5）>P0- P1

而P0=87.6KPa ，故P1>37.6KPa，即在忽略沿程管道阻力、阀门的节流损失的前提下，空冷散热片上压力大于37.6KPa，空冷岛上的凝结水才会全部回流，而一般情况下，空冷岛的背压不会达到此值，所以漏点以上的凝结水就滞留在空冷岛上。

4 结论

通过以上分析可知，凝结水回水管道上出现漏点是本次排汽装置水位异常的原因，而近期的真空严密性试验结果也证实了空冷系统确有漏点。四号机组真空严密性试验结果显示：A侧背压256Pa/min，B侧背压280Pa/min，远高于之前四号机的实验结果及合格标准。如图2所示，出现排汽装置水位持续下降、空冷岛6-8列的抽气温度和凝结水回水温度也较其它各列低15-30℃等现象后，迅速降低空冷6-8列风机的频率至30HZ或20HZ，使空冷6-8列的压力迅速升高，超过37.6KPa之后，空冷岛上滞留的凝结水迅速回流，使排汽装置的水位迅速回升。而由于漏点的存在，在空冷6-8列的压力恢复后又会出现这种现象。（由于整个分析过程忽略管道沿程阻力、阀门的节流损失，如果加入管道沿程阻力、阀门的节流损失，则现象会更明显。而第5列由于没有阀门的节流损失，故未受影响。）

在低负荷阶段、低背压阶段，由于凝结水回水管道内凝结水的充满度不足，故未受漏空的影响。

经检修人员就地检查，在四号机空冷岛第5-8列的凝结水回水管道标高约24m处找到一长约400mm的裂纹。处理后，四号机的排汽装置水位、空冷岛抽气温度与凝结水回水温度均回归正常，再未出现大的偏差与波动，真空严密性也达到A侧56Pa/min、B侧96Pa/min的合格标准。

5 结束语

大容量直接空冷火电机组由于真空系统面庞大、位置比较高，出现严密性不合格、真空泄漏事件时，往往不易找出泄漏点。通过上文的阐述，确定了真空系统泄漏点的大体位置。并且检修人员对其进行了检查，最终确定了真空泄漏点。这对机组真空系统泄漏现象具有重大作用及意义。

参考文献

[1]内蒙古岱海发电有限责任公司.汽机专业技术规程[S].

[2]孔珑.工程流体力学[M].中国电力出版社，1998.

作者简介：曹建锋，工程硕士，工程師，内蒙古岱海发电有限责任公司从事运行工作。