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凝汽式汽轮机组真空低原因分析及严密性治理对策

摘要凝汽式汽轮发电机组真空及真空严密性是关系到节能降耗的重要指标。目前，国内火力发电厂凝汽器及真空系统普遍存在真空低、严密性差等问题，严重影响了机组的经济运行，使机组出力不足，厂用电率上升，供电煤耗增加。本文记述了一台真空低、严密性不合格机组的治理过程，总结其中的成功经验，分析目前影响凝汽式机组真空与严密性的普遍原因及治理措施，提高凝汽器性能，维持机组经济真空运行，为在此方面搞好节能降耗工作提供了参考。
关键词汽轮机组真空低分析治理节能降耗经济运行
前言：
国产200MW在役机组普遍存在凝汽器真空低和真空严密性差等问题，约半数以上凝汽器的真空低于设计值1--3kpa，而凝汽器真空每降低1kpa，机组热耗增加0.8%，供电煤耗增加3.15g/（kw.h），严重影响了机组的经济运行，使机组出力不足，厂用电率上升，供电煤耗增加，因此，200MW等级机组真空低问题是电力行业关注的焦点之一，分析凝汽器真空低的原因，提高凝汽器性能，维持机组经济真空运行，是设计、制造和运行等部门共同的研究课题。
某厂#8机组为N200-130/535/535型一次中间再热、三缸两排汽凝汽式汽轮机组，近两年运行真空严密性一直维持在1.2kpa/min左右，造成真空下降，凝结水溶氧升高，严重困扰着我公司的经济指标和安全运行。在实际运行中，机组真空严密性差的问题解决起来比较困难，影响真空严密性的因素比较多，涉及到设计、安装、检修及运行管理等诸多方面。为彻底解决机组真空严密性差问题，我们组织人员深入现场进行设备检查，并利用机组检修期间进行凝汽器高位上水查漏、超声波检漏技术及氦质谱查漏技术，对机组真空严密性进行研究治理，将提高机组真空度作为改善机组运行状况、降低机组标准煤耗的一项重要举措。
一、影响真空下降过快的因素
凝汽器在运行中，汽侧总是蒸汽和空气的混合物，因此，汽侧压力可根据混合气体的道尔顿定律给出，即：
Pc=Ps+Pa
Pc凝汽器内汽侧总压力
Ps凝汽器内汽侧蒸汽分压力
Pa凝汽器内汽侧空气分压力
(1)影响Pa增加的因素：使得Pa增加主要是由真空系统泄漏引起的，可能发生在下面几个方面：凝汽器本体的泄漏，低压轴封的泄漏，真空系统管阀泄漏，低压缸结合面及轴封泄漏，扩容器及相关系统泄漏，低加系统及管道泄漏，轴封加热器水封及凝结水泵轴封泄漏，新蒸汽带入的空气等。
(2)影响Ps增加的因素：换热管束结垢，冷却水温升高，端差升高，凝汽器热负荷过高，换热管束的布置等。
根据以上理论，我们把工作重点放在提高真空系统的内漏和降低凝汽器热负荷。
二、提高真空度、降低真空泄漏速度采取的措施
(1)采用氦质谱检漏仪查漏，该设备和技术是世界上最先进的真空检漏设备，将检漏仪接在真空泵入口处，在怀疑部位喷氦气，可定量地检出泄漏部分及大小。通过查漏，发现了1、2号凝汽器之间膨胀节：机组北侧凝汽器膨胀节下端缝左边（两条）漏量6.310-6Pa·m3/s，右边（两条）漏量5.9×10-6；机组北侧凝汽器膨胀节上端焊缝左边（三条）漏量8.0×10-6Pa·m3/s，右边（三条）漏量8.1×10-6Pa·m3/s，机组南侧凝汽器膨胀节下端焊缝左边（三条漏量）7.4×10-6Pa·m3/s，右边（三条）漏量6.8×10-6Pa·m3/s，机组南侧膨胀节上端焊缝左边（三条）漏量8.0×10-6Pa·m3/s，右边（三条）漏量8.1×10-6Pa·m3/s，凝汽器喉部膨胀节焊缝靠真空泵侧漏量8.0×10-6Pa·m3/s，靠发电机侧夹层焊缝漏量8.5×10-6Pa·m3/s，靠高压缸侧夹层焊缝漏量7.5×10-6Pa·m3/s。对检查发现的问题进行逐一治理。
(2)利用机组停机或检修机会对凝汽器高位上水查漏，共检查发现15处泄漏点：1、＃1凝汽器水位计下考克斯门活结漏泄；＃1低加汽侧放水门内漏；十五级疏水门后弯管处漏泄；轴封一次漏气逆止门门盖法兰漏泄；＃4低加水压逆止门盘根漏泄；＃3低加进汽截门盘根泄漏；轴封漏汽加热器空气门法兰漏；真空泵轴端盘根泄漏；＃1、＃2凝汽器之间膨胀节上方人孔门密封面漏泄；7段抽汽法兰漏泄；＃1凝结水泵入口门盘根漏泄；8段抽汽法兰漏泄；高压后轴封回汽管路有一焊口漏泄；中压后轴封回汽管路有一焊口漏泄；轴封二漏回汽至凝汽器截门门盖及盘根漏泄；#2低加水位计考克门上活结泄漏。对上述发现的缺陷进行处理。
(3)凝结水泵漏空气治理
该机组凝结水泵轴封密封型式为填料密封，设备运行过程中填料密封经常发生泄漏，影响凝结水质，致使凝结水含氧量超标，加大了除氧器除氧负荷，在高负荷工况下容易造成锅炉给水含氧量超标，威胁到机组安全运行；另外设备运行中填料经常被磨损甚至烧毁，影响机组的真空，降低机组运行经济性；为此在2004年我们对两台凝结水泵轴封进行