燃气电厂汽轮机真空严密性优化探讨

摘 要：随着我国经济的快速发展，我国电力工程的建设规模也在逐渐扩大。燃气电厂运行成本受到越来越多的关注，汽轮机真空度是决定汽轮机经济运行的主要指标，而真空严密性是影响汽轮机真空度的主要原因之一，提高机组经济性，降低发电成本是各电厂的主要手段。所以本文先分析了目前江山热电公司燃气电厂汽轮机真空严密性的现状及存在的问题，然后对影响江山热电公司燃气电厂1号和2号机组汽轮机真空严密性的相关问题进行调查并做出解决对策，最后讨论出电厂取得的经济效益。

关键词：燃气电厂；汽轮机；真空严密性；优化

电力是保障人们正常生活的基础资源，对于我国经济的发展就有着至关重要的作用。浙江大唐国际江山新城热电有限责任公司（以下简称“江山热电公司”），为大唐国际自主筹建的第一批燃气热电联产项目，国内第二台6F机组，规模为2×115MW燃气-蒸汽联合循环热电联产机组。

目前江山热电公司汽轮机组的真空系统严密性问题是一个综合性的问题，涉及到管理、检修、运行的方方面面，并且具有一定的技术难度。实践证明，真空每降低1kPa供电煤耗增加0.12%，同时空气漏入凝结水中会使凝结水溶氧升高，腐蚀设备，影响机组的长期安全运行。因此，机组运行过程中， 真空度一项非常重要的参数。通过对燃气电厂汽轮机真空严密性进行优化探讨，希望可以为相关行业提供借鉴。

一、目前燃气电厂汽轮机真空严密性的现状及存在的问题

江山热电公司1号和2号机组凝汽器的真空和端差一直达不到预期的效果，真空严密性很不稳定。检修和运行方面虽然进行了多次灌水查漏、堵漏工作，但效果不佳，1号机真空严密性最差时为372Pa/min（勉强合格），2号机组很长一段时间在150Pa/min左右徘徊（真空严密性指标：优：0.133kPa/min；良：0.266kPa/min；合格：0.399kPa/min）。

由于影响机组真空的因素很多，提高机组真空严密性一直是电厂较难的问题。从查漏的结果来看，漏点是多个方面的，有些地方容易被遺留，也有些漏点并不能通过灌水查漏试验来判断，而且很多漏点是经常性的，需从检修、运行和管理多个方面着手进行治理。

影响机组真空系统严密性的主要原因是负压系统进入了过量空气， 而空气的漏入通过两条途径：一是通过机组真空系统的漏点漏入，二是蒸汽中的其它气体随同蒸汽一起排入凝汽器。

问题主要有几下几种：

1）低压轴封漏空气，低压缸轴端汽封原安装为梳齿式密封，该汽封的径向间隙正常为0.6mm～ 0.9mm，由于齿间是环形腔室，环向流动大大减少了涡流降速效果，因而阻汽效果较差，泄漏量较大，机组启停过程中，由于胀差较大，汽封短齿容易出现“掉台”（即短齿对不上轴上的凸肩）造成漏汽增大，同时由于弹簧片弹性减弱，导致汽封块退让间隙不好，导致间隙变大。机组运行中可适当提高轴封压力发现是否内漏。

2）真空系统的法兰结合面，真空系统法兰结合面较多，较易出现泄漏，在进行灌水查漏时容易发现缺陷，进行消缺。

3）轴封加热器多级水封漏空气，2号机轴加多级水封加装排气阀后是否存在内漏，导致水封破坏。

4）真空系统与外界空气隔绝的阀门内漏，真空破坏门关闭是否不严密，机组运行中的备用真空泵的出口气动阀关闭是否严密。

5）真空系统的取样和仪表管路，在每次冷态启动前进行灌水查漏检查时可发现。

二、燃气电厂影响汽轮机真空严密性的调查

经过我厂现场调查得出以下几点原因：

1）1号机组运行中，将均压箱压力由135kPa提高到145kPa，那么真空严密性167Pa/min降至80Pa/min。确认为1号机低压轴封漏气。

2）2号机组在轴加多级水封加装放气门改造后，在运行中发生过一次多级水封破坏现象，在对轴加注水后发现真空提高了0.5kPa。确认为2号机轴封加热器多级水封漏空气。

3）机组冷态启动前对凝汽器进行灌水查漏发现1号汽机低压轴封回汽管道疏水手动门法兰漏水、1号汽机热井底部法兰（靠循管坑侧）滴水；2号机热井底沿焊缝、热井人孔门螺栓滴水。确认为真空系统的法兰结合面和焊接口。

4）对1、2号机真空破坏门进行外部灌水检查，发现1号机组真空破坏门在关闭状态下，注水后水位有下降，判断有内漏。确认为1号机真空破坏门内漏。

5）在机组停机后， 破坏真空太早，或机组启动时轴封送汽的方法不当，造成凝汽器内产生正压使防爆门顶破，若防爆门破坏较严重时会立即发现蒸汽漏出，当防爆门轻微泄漏时，在抽真空后就难以发现。确认为防爆门漏气。

三、确保汽轮机的真空严密性做出以下对策

汽轮机组的真空系统严密性， 不仅与检修质量有关， 而且还与机组运行的状态紧密相连 ， 制定以下对策：

1）每次机组停运前，安排进行真空严密性试验。若机组停备前真空严密性如大于50Pa/min，机组再次冷态启动前安排灌水查漏。上水高度汽封回汽中心线处。上水时注意做好凝汽器支撑，防止上水时损坏。

2）机组冷态启动前，要安排对多级水封进行注水。机组冷态启动满负荷运行4h后，安排进行真空严密性试验。

3）机组运行期间，若真空严密性不达标（≥50Pa/min）：运行人员、设备部相关人员要按照真空系统查漏清单对真空系统进行查漏。

4）现场真空查漏时由运行和设备部人员共同进行，按照查漏清单逐项查找并签字，查漏完成后的查漏清单由发电部、设备部相关专业共同留存。

5）真空查漏主要采用涂抹黄油（机务）、喷洗洁精（热工）等方法进行，具体采取何种方法根据现场实际情况确定。

6）机组运行期间，对于高空、狭窄空间人员难以到达等人身风险较高的部位暂不进行检查。

7）机组运行期间真空严密性保持监视要求：

a.机组运行期间，运行人员要加强对轴加水位的监视，水位控制在20～40mm之间。

b.机组运行期间，运行人员要加强对轴加负压的监视，负压维持在-6～7kPa之间。

c.机组运行期间，运行人员要加强对汽封系统的监视，汽封母管压力维持在140～150kPa之间，就地检查汽机轴封两端不冒汽、不吸气，汽封供汽、回汽管道无积水。

d.机组运行期间，运行人员要加强对真空泵的监视，汽水分离器水位要维持正常，真空泵冷却器工作正常。

e.机组运行期间，运行人员要加强对凝汽器端差的监视，发现端差异常升高，要查找分析原因，必要时安排进行真空严密性试验。

四、对策实施情况

1）1号机低压轴封漏气：适当将1号机轴封均压箱压力提高至140～145kPa。在1号机组大修时，揭缸检查汽封径向间隙，并进行适当调整。

2）轴封加热器多级水封漏空气：对内漏阀门进行消缺处理。

3）1号机真空破坏门内漏：停機后对阀门进行检修处理。

4）定期检查防爆门是否完好无损，并在连接处涂抹黄油。

5）真空系统的法兰结合面和焊接口：对灌水查漏发现的漏点及时进行消缺，并做好标记，便于下次进行检查。

6）2号机高压旁路气动调阀内漏：机组小修时对该阀门进行解体检查，发现阀门冲刷痕迹严重，对阀门进行研磨处理。对高压旁路调阀制定开关要求，要求该调门在开度小于20%时全关，开启时要大于20%开度，避免阀门冲刷。

五、优化之后的效果分析

经过运行人员和检修人员共同努力，各机组的真空严密性都达到了良好水平，试验结果表明，1号机最优达到34 Pa/min，2号机最优达到26 Pa/min，并且能长时间持续保持小于50Pa/min。达到国家优秀标准，取得了节能降耗的效果。1、2号机组真空严密性全部试验优秀，机组的真空与以往同期相比平均提高了2kPa左右，达到节能降耗的目的，并取得了良好的经济效益。

另外，通过优化真空泵运行措施，停机时实现了燃机发停机令后停运真空泵。停机过程中真空泵早停运约15min，以启停120次计算，真空泵节电约1680千瓦时。

六、结语

综上所述，燃气电厂汽轮机真空严密性是一项精细、复杂的工作，需要电力企业给予足够的重视，并深入发掘燃气电厂汽轮机真空严密性存在的问题，提出科学、合理的解决措施，才能减少企业投资成本，提高企业经济效益，从而保障燃气电厂的正常运行。尤其是在市场经济条件下，加强燃气电厂汽轮机真空严密性管控还能提高电力企业的核心竞争力，促进电力企业的长久发展。

参考文献：

[1] 郭逢泽，高帅.电厂运行优化与节能降耗措施研究[J].工业技术，2015，20：115.

[2] 陈文奇，满海滨，陈大为等.华润电力锦州有限公司真空严密性综合治理实践[J].电力科学与工程，2010，26（3）：70-74.

作者简介：

陈立军（1987-），男，汉族，内蒙古凉城县人，本科，助理工程师。