直接空冷机组真空查漏方法分析

李文彬

（神华国能哈密电厂，新疆 哈密 839000）

直接空冷机组真空查漏方法分析

李文彬

（神华国能哈密电厂，新疆 哈密 839000）

机组运行过程中，处于真空条件下的汽轮机排汽缸、凝汽器以及低压加热器系统等，若有空气漏入造成凝汽器内不凝结气体增加，使凝汽器传热效果降低，端差增大，同时造成过冷度超标，机组冷源损失空增大，热经济性降低。由于真空系统范围广，涉及的设备、阀门、管道较多，查找漏点非常困难。与纯凝汽式机组相比，空冷机组真空系统的空间更为庞大，不宜采用整体灌水的方法进行查漏，且灌水找漏只能在机组检修时进行，超声波检漏仪进行检查，但由于现场干扰源多，噪声较大，没有一定的使用经验根本无法判断。在停机过程采用微正压找漏的方式，在机组正常运行时采用氦质谱查漏的方法效率较其他方式高出很多。本文介绍了氦质谱及微正压查漏方式及对电厂生产的影响。

节能；汽机；真空严密性；氦质谱；微正压

1 直接空冷机组的运行原理及真空严密性对其影响

汽轮机的乏汽通过蒸汽管道被送到空冷凝汽器的冷凝单元，冷凝单元由许多并排组合的翅片管组成，冷却空气横掠过管外将管内的热量带走，从而使蒸汽在管内冷凝。冷凝单元排列成A形，上部与蒸汽分配管道相联形成屋脊，冷凝单元的下部通过管箱和接管与凝结水回水联箱相连。由排列在A型冷却单元下部的轴流风机提供冷却空气。由于空冷凝汽器设备庞大，相应容积也很大，真空排汽冷凝所普遍存在的问题是总有不凝气体（空气）含在冷凝系统中。如果不凝结气体未能被及时排除，它们就会不断聚集，从而占据冷凝器越来越大的空间。一般的直接空冷机组都在逆流单元设置空气抽出区并与抽真空系统相连接，专门用来抽出冷却单元的不凝结气体。如果真空严密性较差，不凝气聚集在冷凝器中占据了冷凝表面会导致冷却能力下降。同时不凝结气体的聚集可导致凝结水不能通过不凝气聚集区与蒸汽接触在管壁造成严重的过冷并使氧气富集，增加了管束结冰和腐蚀的危险。电厂生产中空冷岛任务就是：一要确保向所有管束提供蒸汽，二要使不凝气最佳地方被及时排出，三要使蒸汽能随着其体积的减小而自动找到它在冷凝器中的合适的流通路径。不凝结气体大部分是由于真空严密性差造成。真空严密性差时，漏入真空系统的空气较多，射水抽气器或水环真空泵不能够将漏入的空气及时抽走，机组的排汽压力和排汽温度就会上升，这无疑要降低汽轮机组的效率，增加供电煤耗。如空气虽然能够被及时地抽出，但需增加射水抽气器或真空泵的负荷，浪费厂用电。直接空冷系统拥有庞大的真空系统，真空系统的严密性是保证机组安全经济运行的关键。但是由于空冷岛庞大复杂的系统，查找漏点的工作量巨大。目前广泛应用的方法主要有氦质谱检漏仪查漏、超声波检漏以及平时的巡回检查听声、测温等。

2 机组运行时的查漏方法

空冷岛比较庞杂，排汽管道均为大法兰连接，散热器鳍片管焊口连接多，容易出现渗漏，造成机组掉真空，影响供电煤耗。由于结构特点，空冷岛一旦发生渗漏，不容易找到漏点，所以对机组真空的维护，要经常组织检查。一是定期进行空冷严密性试验，发现其严密性超100Pa/min时，尽快查找漏点并处理，使真空严密性合格。目前各电科院及找漏公司多用氦质谱检漏仪对运行机组进行查漏工作。氮质谱检漏原理是在质谱室中将气体电离，利用不同荷质比的离子具有不同的电磁(偏转)特性，将示踪气体氦分离检测。氦质谱检漏技术具有很高的检测灵敏度，能检测到泄漏到汽机排汽中的微量氦气，测定的漏率大小即反映了泄漏点的大小。由于氦气是惰性气体，化学性能稳定，提高了检测安全性。氦质谱检漏仪由离子源、分析器、收集器、冷阴极电离规组成的质谱室和抽气系统及电气部分等组成。

以直接空冷机组为例介绍使用方法：必要的设备：一台氦检漏仪，例如： VARIAN Helitest，一些氦气瓶，医用氧气袋。实施：检验仪器，少量的氦可直接喷洒进检测喷头，在空气出口处检测。在抽真空系统排空气处安装氦质谱检测仪探头。在实际使用中，探头不能距排空气口过近，湿度过大会损伤检测仪。在真空系统喷少量的氦气,观察氦质谱检测仪的显示器；喷洒和检测之间的时间差约10～20秒，20ppm及一下的显示可忽略，几百ppm的显示就证明有泄漏，1000ppm或更多就证明有大的泄漏。每次显示后，一般5～10分钟，喷洒应停止，直到没有氦被检测到。相关部位：一般来讲，真空系统内的所有管道都可能泄漏。根据经验，下列部位均应优先检查：汽轮机排气装置下部的膨胀节；汽轮机低压缸接合面、大气排放阀、低压轴封处；真空系统的法兰、人孔、温度/压力仪表及仪表接管；疏水至排气装置的阀门、接口；凝结水箱；补水箱；抽真空系统；空冷岛系统。利用氦质谱检漏可以在不停机情况下进行，并且响应速度快，可实现连续检漏，为可靠的查漏方法。

超声波采用的是对分子摩擦所产生特殊信号进行提取、分析、跟踪和处理的技术。真空或负压管道泄漏时，气体分子在泄漏点的拥挤摩擦会产生特殊分子摩擦信号（阀门内泄漏，有损坏征兆的轴承也会产生这种信号），系统通过对这种信号的分析，并对周边环境的噪声做屏蔽处理，达到探测故障源的目的。超声波检漏仪主要针对空冷岛系统，原因是带有保温的设备及管道没办法检测故而采用氦质谱及超声波结合检漏法检测为最好。

3 机组停运条件下的查漏方法

在机组检修时可以使用排气管道加装堵板进行空冷岛打压，彻底消除空冷系统漏点。此方法的缺点为工作量较大，且停机时间短的情况下无法实施，其次空气无颜色，视觉无法直接判定还需刷肥皂水确定漏点。目前通过直接空冷机组的检修运行经验总结出现了微正压找漏方法。

方法如下：机组停运后投入盘车、轴加风机运行，破坏真空；利用锅炉产生的余热，通过汽轮机旁路系统使蒸汽进入空冷岛，通过目测空冷岛是否漏汽、漏水，从而确定漏点。

（1）空冷岛微正压查漏的步骤方法：①停机后破坏真空并投入盘车连续运行；②轴加风机保持运行，但需避免轴封漏汽进入汽机轴承；③停运全部轴流风机；④开启汽轮机旁路系统，使排汽装置进汽；⑤控制排汽压力及温度 (具体实施各个厂可根据当地大气压及汽轮机说明书确定，目的为防止大气排放阀破裂及照顾低压部分材质不超限)；⑥检查空冷岛各位置有无水汽冒出，重点为各单元蒸汽分配管及A型散热器下部；⑦根据机组状态可以适当增加蒸汽流量；⑧通过目测漏水漏汽情况确定漏点。

（2）微正压找漏的注意事项。①必须保证盘车连续运行，通过TSI监视偏心、盘车电流、缸温、胀差等主要参数，发现异常应立即停止操作；②就地检查测量主排汽管道膨胀节的膨胀情况， 防止造成设备损坏；③严格控制进入空冷岛的蒸汽参数，不能超过空冷和汽机厂家提供最高限制参数；④需同时安排多人做好漏点记录，以备后期处理；⑤查漏工作不能时间过长，一般控制在20～40分钟；⑥尽量避免在环境温度低于0℃时进行，防止空冷岛结冻。用微正压法进行查漏后，可以确定漏点的大概位置，为进一步处理漏点还需确定准确泄漏点位置。对于排汽装置发现的法兰、管道可以采取更换密封垫、清理打磨的方式消除。如空冷岛上方蒸汽管道存在漏点，可以打开蒸汽分配管人孔门，在漏点的大概位置引入较清洁的水源，在空冷单元下面可观查到具体泄漏位置，利用测量工具或者记步的方式记录下漏点的确切位置。如停机时间允许可以根据漏点位置进行简单的补胶处理或者进入蒸汽分配管内部对大致缺陷部位进行着色检查，明确缺陷位置后将缺陷（沙眼、裂纹）铲除干净，然后可进行打止裂孔、挖补施焊等处理措施。每次停机都可以组织微正压查漏工作，及时发现漏点以便及时处理，保证机组真空严密性处于合格范围内。

此外空冷岛的泄漏除了阀门、管道以外出现较多的是密封板裂纹等缺陷，此类缺陷的产生一方面时由于焊接质量造成的；另一方面大多由于蒸汽分配管膨胀不畅造成过大拉应力造成密封板的裂纹产生或者直接被拉断。产生以上第二个问题的主要原因是在基建安装时，管束起吊安装时管束与临时支座的固定螺栓在安装完成后未予以拆除，直接造成膨胀受阻现象，基建电厂应引起重视。

4 结论

氦质谱检漏技术具有很高的检测灵敏度，测定的漏率大小即反映了泄漏点的大小。氦气是惰性气体，化学性能稳定，提高了检测安全性。此外，利用氦质谱检漏还可以在不停机情况下进行，并且响应速度快，可实现连续检漏，为机组运行时真空系统找漏的有效便捷方法，结合超声波检漏仪的使用可以提高漏查效率。微正压查漏方法利用机组停机过程进行，需要运行、维护人员把握其中细节，查漏过程时间短既满足停机检修时进行，也可机组临停时进行。用此方法，漏点直观可见，操作性强，可满足直接空冷机组庞大系统的查漏需求。

[1]郑体宽 .热力发电厂.中国电力出版社.

[2]发电企业设备检修导则.

[3]DL/T 1052-2007.节能技术监督导则.

TM621

A

1671-0711（2016）11（上）-0051-02