直接空冷机组空冷凝汽器真空查漏方案探讨

直接空冷机组空冷凝汽器真空查漏方案探讨

孙作文

内蒙古京科发电有限公司

直接空冷机组是近几年我国针对北方地区丰煤少水的特点逐渐引进和开发建设的新型机组。随着国内外电力行业生产制造技术水平的大幅提高，空冷机组的容量也在不断加大。目前机组容量达到了1000MW以上规模，机组型式也从亚临界发展到了超临界。虽然空冷机组的容量越来越大，但其问题也在逐渐显现，其中主要问题之一就是：随着空冷机组容量的增大，冷端散热装置体积也随之增大，真空系统漏入空气的可能性也大大增加。真空系统严密性指标一直被发电企业高度重视，采取何种措施和手段来提高机组真空严密性指标，则是每个发电企业一直不断探讨的问题。本文指出空冷系统真空下降的原因及结合近年来我公司真空系统查漏经验，在空冷机组真空系统常规查漏的基础上，根据各自查漏方法的特点提出一种综合性的真空系统查漏方法，已在内蒙古某发电公司1号机组得到成功应用。

【关键词】空冷；真空系统；综合性查漏方法

一、系统简介

内蒙古某发电有限公司汽轮机型号 CZK330-16.67/0.4/538/538，采用6*5的布置方案，采用单排翅片管冷凝单元长度：11155mm，冷凝单元宽度：11350mm，每个单元管束数量：10个，翅片管总面积：830064m²，顺流散热面积：739284m²，逆流散热面积：90780m²，设计压力：0.45bar，设计温度：110℃。风机型号：30ELF6，叶轮直径：9.144m，叶片数：6片，叶片安装角度：12.4°，风机转数：90min/r，轴功率：71.5KW。风机调节方式采用变频调速。设有蒸汽隔离阀、抽真空阀、凝结水阀。

二、真空系统查漏方案

我公司1号机组自2010年正式进行商业运行以来，存在的主要问题就是真空严密性不合格，由于安装质量及随着运行时间增加等因素导致真空严密性问题不断暴露和扩大，给机组经济性和冬季防冻带来了困难。根据公司要求真空系统严密性必须达到60Pa/min以内，机组投产初期真空系统严密性均在300Pa/min以上，针对这个问题，我们在查漏过程中将机组真空分为两部分：第一部分为排气装置及其连接管道；第二部分空冷系统。

1. 第一部分采用注水及氦质谱检漏仪相结合的方法进行，利用等级检修期间对排气装置、排汽总管、进入排汽装置的各疏水联箱、凝结水泵入口管道、排气装置补水管道、7号低加、以及其它与排汽装置相连接的管道。这部分位置较低及涉及到的管道、阀门相对较多，采用灌水查漏容易发现漏点。机组运行过程中聘请专业队伍利用氦质谱检漏仪对低压缸轴封以上负压部分进行排查，检查出低压连通管与低压缸连接法兰、轴封加热器凝结水管道、排汽装置焊缝、暖风器至排气装置阀门等漏点，取的一定效果使真空系统严密性降至100Pa/min左右。

2. 第二部分涉及的设备主要有：排汽管道上升部分、空冷岛散热管束、顶部蒸汽分配管、凝结水回收支管及总管下降部分、抽真空管道等。

根据直接空冷机组真空系统特点散热系统安装位置高，难以使用传统的灌水查漏方式。

以内蒙古某发电有限责任公司330MW直接空冷机组为例，空冷散热装置被安装在了距地面32米高的空冷平台上。单台机组空冷散热面积约为83万平方米。如此巨大的散热装置，若想采取湿冷机组那样进行灌水查找漏泄点的方式（受空冷岛载荷等限制）显然是不可能的。

空冷散热系统庞大，受温度影响较大，容易发生漏空气现象。事实证明，巨大的空冷散热系统在较大温差的作用下，特别在冬季热胀冷缩现象的非常明显。在这种膨胀压应力和冷缩拉应力的作用下，与真空系统相连接管道焊缝非常容易开裂，造成漏入空气降低真空值的现象非常常见。处于明显部位的漏点很容易被找到，但有些漏泄点处于隐蔽位置时非常难以发现（如：蒸汽分配母管与管束连接部位），不能得到及时封堵处理，就会对真空值造成影响。

目前，对于空冷机组的真空系统常规查漏方式一般是采用超声查漏仪（声纳技术）、氦质谱检漏仪、正压密闭充压查漏法等进行查找漏泄点，但这几种查漏方法都有一定的局限性。超声查漏仪虽然体积小、重量轻，使用方便，但是受到现场辅机运行噪声的影响下，准确定位漏泄点比较难；氦质谱检漏仪体积大、笨重，使用时需要多人配合，查找漏泄点是费时费力，因而使用不方便实用性较差。正压密闭充压查漏法由于需要在机组冷态时，通过关闭通向真空系统的阀门等，将机组真空系统模拟运行状态而形成封闭的真空腔室，然后不断地向腔室内充压缩空气，若空气充压压力控制不力，可造成真空膜片破坏。需要采取的隔离措施的阀门数量众多，如阀门存在内漏造成查漏时间增加或漏点无法发现等；需制作专用的卡具将高中压缸前后轴封、低压A/B缸的前后轴封进行静态封闭；低压缸排大气安全阀膜片更换成橡胶或石棉板替用等工序繁琐复杂。

针对空冷系统特点采用相对应的查漏方式；

（1）运行中负压查漏

机组正常运行时对排汽装置至空冷蒸汽分配管的排汽管道进行在线查漏，在机组负压作用下空气就会在漏泄缝隙处形成激流而发出声音，然后，再通过使用超声查漏仪，利用其灵敏的特性迅速捕获漏泄点。因在室外且管道周边没有转动设备，运行噪音影响较小。

（2）灌水查漏

空冷凝结水系统采用灌水查漏的方式，机组必须停运检修期间方可开展此项工作，主要检查内容是空冷底部的各列凝结水联箱，各列凝结水管道，凝结水母管，抽真空管道。

开展此项工作需要关闭空冷凝结水回水母管总门，在空冷岛某一列管束凝结水管上部开注水孔，注水采用除盐水，空冷岛凝结水管道各弯头处保温拆除，便于检查。系统充满水后进行查漏，先检查各集水箱水位是否下降，如下降，证明系统存在漏点。对管道弯头、焊缝、系统各温度、压力取样元件进行检查是否有漏水现象。

（3）蒸汽分配管内部人工排查

开展此项工作需在机组停运检修期间进行，主要检查蒸汽分配管与空冷散热管束连接焊缝。泄漏部分因长期受空气冲刷，表面颜色较浅，非常容易识别。

1号机组利用运行及级检修期间，分别采用了以上方法，取得了非常好的效果，凝结水管道管壁损伤、法兰螺栓松动、接管座焊缝、蒸汽分配管与空冷散热管束连接焊缝等一些细微的漏泄都被成功地查找了出来，并得到了处理。真空系统严密性下降至50Pa/min以下。

三、总结

实践证明，采用上述方法对机组进行真空系统查漏，可以全面发现系统漏点，从而保证了机组运行中真空系统的严密性。上述方案的实施，确保了我厂真空系统严密性处于行业领先。另直接空冷机组严密性指标好，所带来的真空提高，降低煤耗，降低溶解氧，减少水系统氧腐蚀等方面的效果明显及显著的。我厂结合凝汽机组查漏方法和空冷机组的特点，制定真空系统查漏方法，解决了空冷机组真空系统复杂及庞大、查漏难得问题。希望能够给电力行业专家和工程技术人员提供一种新借鉴。