孟凡娟，劉玉國

（山東百年電力發(fā)展股份有限公司，山東 龍口 265700）

0 引言

凝汽器真空直接影響著機組效率，對220 MW機組來說，真空每變化1 kPa影響煤耗3.6 g左右。凝汽器真空的降低，會使排汽缸溫度升高，引起汽輪機軸承中心偏移，嚴重時可引起機組振動。凝汽器真空降低時，為保證機組出力不變，必須增加蒸汽流量，而蒸汽流量的增加又會導致軸向推力增大，使推力軸承過載。凝汽設備運行的好壞，不僅影響機組的經(jīng)濟性，而且影響機組的安全性。

山東百年電力發(fā)展股份有限公司現(xiàn)有4臺北重產(chǎn)220 MW汽輪發(fā)電機組，機組已運行多年，由于真空系統(tǒng)不盡合理，屢屢出現(xiàn)泄漏問題，真空水平遠遠達不到經(jīng)濟運行的要求。

1 凝汽器管束傳熱效果對機組真空的影響及改進措施

1.1 凝汽器管束傳熱效果差的影響

海水冷卻的機組，凝汽器冷卻水直接與外界環(huán)境接觸，海生物較多，含泥砂，長時間接觸后很容易在管道內(nèi)壁上不斷聚集而結垢、結污，污垢一方面是由循環(huán)水中的鹽分在一定條件下產(chǎn)生的鹽垢，非常堅硬；另一方面是冷卻水中的污泥粘附在金屬表面，比較松軟。它們對凝汽器的換熱效果均有影響，阻礙了水與管壁的直接接觸，增加了導熱熱阻。該熱阻可以表示為

R3=Ln［d/（d-2δ3）］/2лlλ3

式中:λ3為污垢的導熱系數(shù)；δ3為污垢層厚度；d為循環(huán)水管道內(nèi)直徑。

可以看出，隨著δ3的增大，熱阻也將增大，而且污垢的導熱系數(shù)λ3要比管壁的導熱系數(shù)λ3小得多，因此，該項導熱熱阻比管壁的熱阻要大得多，對傳熱影響很大，會明顯降低傳熱系數(shù)，使端差增大，真空降低。另外，還會產(chǎn)生垢下腐蝕，長時間運行引發(fā)管道滲漏，循環(huán)水滲漏到凝汽器汽側，直接影響鍋爐的安全運行。

1.2 提高凝汽器管束換熱性能的措施

管束清洗。機組運行過程中，膠球清洗是目前應用最廣且行之有效的方法，其優(yōu)點是不停機清洗，保證凝汽器具有較高的熱交換率，有效防止沉積物造成的局部腐蝕。由于公司采用海水作為凝汽器冷卻水，隨著臨海工業(yè)及養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，明渠入口處嚴重變窄，淤泥、淤砂嚴重，海生物明顯增多，海水污染日益嚴重，嚴重影響了凝汽器及膠球清洗裝置的正常運行。膠球清洗雖然對污泥的清理效果明顯，但對鈣、鎂等無機鹽形成的硬垢效果很差。所以機組大修時，請專業(yè)清洗公司對凝汽器管束用高壓水槍進行逐根清洗或酸洗，徹底清除硬垢，確保了凝汽器管束清潔光滑無垢。

以防為主，防清結合。如果能夠設法防止污垢在管壁上集結，就可以減輕清洗的麻煩。為海水系統(tǒng)安裝了加藥設備，在循環(huán)水中適時適量地加阻垢劑，防止鈦管結垢，每天根據(jù)循環(huán)水水質的化驗結果確定加藥量，明顯改善了循環(huán)水水質和鈦管結垢情況；加大循環(huán)水擾動強度（利用循環(huán)水出口蝶閥進行擾動）可以強化換熱，管束安裝時進行良好的鍍膜處理等可有效防止管壁結垢。上述方法的采用和膠球清洗裝置的良好運行，大大減輕了凝汽器管壁結垢問題，確保了凝汽器管束清潔無垢。

2 真空系統(tǒng)嚴密性差及改進措施

2.1 真空系統(tǒng)嚴密性差的影響

真空系統(tǒng)漏入空氣會造成機組真空偏低，嚴密性試驗不合格。電力系統(tǒng)制定的機組嚴密性試驗標準為：真空下降速度小于270 Pa/min為優(yōu)，下降速度270～400 Pa/min為良好,下降速度400～667 Pa/min為合格。公司規(guī)定要求運行機組的真空系統(tǒng)嚴密性實驗值不能高于270 Pa/min。汽輪機的真空嚴密性試驗不合格，直接影響機組的真空程度，并影響凝結水的溶氧量和循環(huán)水出入口溫升，對火力發(fā)電廠的經(jīng)濟運行十分不利。

2.2 方法及改進措施

機組運行中，利用系統(tǒng)切除、隔離、變工況實驗法。機組運行中，若發(fā)現(xiàn)凝汽器真空下降，在做真空嚴密性實驗超標的情況下，應對機組真空系統(tǒng)進行全面檢驗。首先要對凝汽器連接的所有系統(tǒng)管道列出清單，然后采取逐項隔離的方法，對與凝汽器真空系統(tǒng)連接最后最近的一道閥門進行關閉，每關閉一道門，保持30 min，觀察真空、凝結水溶氧變化情況，如無明顯的變化反映，則恢復原狀，再進行下一項實驗，逐個排查滲漏點。

機組運行中氦氣檢漏儀檢漏。機組運行中，在采用系統(tǒng)隔離方法無法檢出真空系統(tǒng)漏點的情況下，利用UL200氦氣檢漏儀查找泄漏點。具體的方法是：將測頭固定于真空泵射水池排氣口上方（不能與水、汽接觸），接好電源，待儀器屏幕顯示值（LR）為4.5E-8時，大氣中氦氣含量約為LR=4E-8，在懷疑部位噴涂氦氣，當顯示值LR>4.5E-8時，就可認定泄漏，檢漏儀反應時間5～10 min。檢出漏點后進行封堵處理，必要時做好記號停機處理。

機組停機后采用真空系統(tǒng)注水檢漏法。機組停運后當高、中壓缸內(nèi)壁溫度均降至100℃以下時，將凝汽器與高、中壓缸及外部系統(tǒng)整個隔離，向凝汽器內(nèi)注水，公司以前真空系統(tǒng)檢漏注水水位只達到10 m平臺以上約200 mm處，檢查空氣系統(tǒng)的泄漏點，放水后進行處理，直到再次注水無滲漏為止。經(jīng)過研究論證再加高注水水位200 mm，這樣注水水位就到了軸封位置，可檢查軸封供汽管與缸接觸處的滲漏。

凝汽器喉部漏點查找處理改進。機組長時間的運行，凝汽器連通管及接缸焊縫受排汽沖刷、機組振動的影響，焊縫質量開始出現(xiàn)問題。此兩處位置焊縫受安裝位置限制，注水后滲漏點從外部無法檢測到，只能對內(nèi)部懷疑部位進行補焊，效果不明顯?，F(xiàn)在采用外部烘烤能監(jiān)測，依靠傳熱從內(nèi)部檢查整條焊縫，看有無氣泡鼓出可確定滲漏點；利用接缸焊縫外部存在的小平臺，可見部位分段專人監(jiān)視采用注稀釋墨水、煤油等的辦法從內(nèi)部也可能發(fā)現(xiàn)滲漏點；對懷疑部位焊縫割開后打磨，重新焊接也可有效消除滲漏。采用這些新工藝后能有效查找處理滲漏點，提高機組真空。

3 軸封漏氣對真空的影響及改進措施

3.1 低壓軸封漏汽對真空的影響

低壓缸后軸封是空氣易漏部位，當后軸封供汽不足或中斷時，將會有大量空氣漏入排汽缸，不但會使汽輪機的真空降低，同時還會因冷空氣冷卻軸頸使轉子收縮造成脹差。而且軸封的間隙越大，對機組的真空影響明顯。機組老化，軸封漏汽比較嚴重，為了保證機組運行所必須的真空，就必須增加軸封進汽量，提高軸封供汽壓力，但會導致軸封漏汽進入潤滑油系統(tǒng)，使調節(jié)系統(tǒng)失靈，造成機組運行的不穩(wěn)定。

3.2 針對軸封漏氣采取的措施及改進方法

為防止空氣漏入排汽缸，制定以下相應的措施：勤調整，當負荷變化時，及時調整軸封供汽壓力和流量，當環(huán)境和運行方式變化時，及時調整循環(huán)冷卻水量；利用機組檢修的機會，調整各軸封的軸封間隙，必要時進行更換；對于軸封漏汽量大的機組，每天進行油質的檢驗，根據(jù)化驗結果及時進行濾油,增加濾油時間及次數(shù)。

低壓軸封系統(tǒng)改造。公司低壓軸封原為疏齒式軸封，軸封間隙較難調節(jié)，軸封間隙過小則會磨到轉子，軸封間隙過大則會冒出大量蒸汽，造成浪費和真空下降。將低壓排汽缸軸封原先的4道疏齒式汽封，更改2道為接觸式汽封，讓汽封與軸直接接觸（汽封材料是耐磨材料，與軸直接接觸不會造成大軸溫度升高），改變軸封間隙較難調節(jié)的現(xiàn)狀，增加低壓軸封的可靠性，改造后軸封供汽量顯著下降，真空水平大大提高。機組大小修中，利用揭低壓缸的機會，在低壓缸軸封套頂部增加一路漏汽管道，接至2號軸加供汽管道，基本杜絕了蒸汽向外泄漏和外部空氣漏入汽缸，將軸封漏汽再利用，提高了機組真空和現(xiàn)場文明生產(chǎn)水平。

低壓缸軸封套的改進。公司220 MW汽輪機的低壓缸軸封套結構，軸封套與汽缸的結合面（垂直結合面）無密封墊片，由于加工精度及運行中變形，造成該結合面泄漏。機組大修時對低壓汽封套的水平結合面泄漏處進行補焊、修刮、研磨；在扣汽缸前，對上、下汽封擋的垂直結合面進行密封焊，以保證機組的真空嚴密性。

4 汽輪機排汽缸結合面不嚴及改進措施

4.1 汽輪機排汽缸結合面不嚴的影響

汽缸結合面不嚴，空氣會直接漏入凝汽器造成真空降低。在機組啟動過程中，若汽缸升溫過快，首先汽缸內(nèi)壁受熱較快，而外壁溫升較慢，汽缸內(nèi)外壁將產(chǎn)生過大的溫差，內(nèi)壁受熱金屬的膨脹受到外壁和法蘭的約束，內(nèi)壁產(chǎn)生壓應力，外壁產(chǎn)生拉應力。汽缸法蘭部分不易變形，只有在較薄的汽缸壁的內(nèi)徑部分才引起變形，汽缸橫截面的垂直軸線縮短，水平軸線增大，汽缸結合面出現(xiàn)外張口導致泄漏。

4.2 汽缸結合面不嚴的處理及改進措施

機組運行過程中監(jiān)測到汽缸結合面局部不嚴時，可在有間隙處更換新的汽缸螺栓，適當加大螺栓的緊力，并涂密封膠的方法處理。

由于汽缸變形產(chǎn)生的結合面間隙，當此間隙沿長度方向不大（400 mm以內(nèi)），且間隙又在0.3 mm以內(nèi)時，可以采用涂鍍或噴涂。如果時間緊迫，可以將80～100目的銅網(wǎng)經(jīng)熱處理使其硬度降低后，剪成結合面形狀，鋪在漏氣處，也有一定的效果。

汽缸變形較大但凸出部分面積不大時宜采用刮研的方法。首先在干凈的大蓋結合面上涂薄薄一層紅丹粉，然后把大蓋扣上，擰緊一半數(shù)量的汽缸螺栓，用塞尺測量間隙情況并記錄；根據(jù)下缸結合面的紅丹印跡和間隙情況，確定修刮部位和深度；最后經(jīng)過幾次反復修刮后，擰緊一定數(shù)量的螺栓，測量結合面間隙在0.1 mm以內(nèi)時，可進行精刮，使用細砂布或油石磨光，直到用0.05 mm的塞尺檢查通不過為合格。

低壓缸結合面的密封改進。沿低壓缸結合面銑一道57m長，12mm×5mm的密封槽道，內(nèi)裝準8.2mm耐高溫膠條（VITON SEAL），缸面其它部分涂抹汽缸墊料，依靠膠條密封低壓缸結合面，可消除因汽缸變形造成的汽缸結合面間隙對真空的影響。

5 結語

機組真空的高低與凝汽器管束傳熱效果、真空系統(tǒng)嚴密程度、軸封漏氣情況、低壓缸結合面密封情況等密切相關，只要認真做好應對措施，不斷改進，機組真空狀況可得到有效改善。

［1］山西省電力工業(yè)局.汽輪機設備檢修技術［M］．北京：水利電力出版社，1984.

［2］田金玉.汽輪機輔助設備及熱力系統(tǒng)［M］．1986．

［3］張延峰.汽輪機結構［M］．北京：職工教育出版社，1987．