李文彬

（神華國能哈密電廠，新疆 哈密 839000）

直接空冷機(jī)組真空查漏方法分析

李文彬

（神華國能哈密電廠，新疆 哈密 839000）

機(jī)組運(yùn)行過程中，處于真空條件下的汽輪機(jī)排汽缸、凝汽器以及低壓加熱器系統(tǒng)等，若有空氣漏入造成凝汽器內(nèi)不凝結(jié)氣體增加，使凝汽器傳熱效果降低，端差增大，同時造成過冷度超標(biāo)，機(jī)組冷源損失空增大，熱經(jīng)濟(jì)性降低。由于真空系統(tǒng)范圍廣，涉及的設(shè)備、閥門、管道較多，查找漏點(diǎn)非常困難。與純凝汽式機(jī)組相比，空冷機(jī)組真空系統(tǒng)的空間更為龐大，不宜采用整體灌水的方法進(jìn)行查漏，且灌水找漏只能在機(jī)組檢修時進(jìn)行，超聲波檢漏儀進(jìn)行檢查，但由于現(xiàn)場干擾源多，噪聲較大，沒有一定的使用經(jīng)驗根本無法判斷。在停機(jī)過程采用微正壓找漏的方式，在機(jī)組正常運(yùn)行時采用氦質(zhì)譜查漏的方法效率較其他方式高出很多。本文介紹了氦質(zhì)譜及微正壓查漏方式及對電廠生產(chǎn)的影響。

節(jié)能；汽機(jī)；真空嚴(yán)密性；氦質(zhì)譜；微正壓

1 直接空冷機(jī)組的運(yùn)行原理及真空嚴(yán)密性對其影響

汽輪機(jī)的乏汽通過蒸汽管道被送到空冷凝汽器的冷凝單元，冷凝單元由許多并排組合的翅片管組成，冷卻空氣橫掠過管外將管內(nèi)的熱量帶走，從而使蒸汽在管內(nèi)冷凝。冷凝單元排列成A形，上部與蒸汽分配管道相聯(lián)形成屋脊，冷凝單元的下部通過管箱和接管與凝結(jié)水回水聯(lián)箱相連。由排列在A型冷卻單元下部的軸流風(fēng)機(jī)提供冷卻空氣。由于空冷凝汽器設(shè)備龐大，相應(yīng)容積也很大，真空排汽冷凝所普遍存在的問題是總有不凝氣體（空氣）含在冷凝系統(tǒng)中。如果不凝結(jié)氣體未能被及時排除，它們就會不斷聚集，從而占據(jù)冷凝器越來越大的空間。一般的直接空冷機(jī)組都在逆流單元設(shè)置空氣抽出區(qū)并與抽真空系統(tǒng)相連接，專門用來抽出冷卻單元的不凝結(jié)氣體。如果真空嚴(yán)密性較差，不凝氣聚集在冷凝器中占據(jù)了冷凝表面會導(dǎo)致冷卻能力下降。同時不凝結(jié)氣體的聚集可導(dǎo)致凝結(jié)水不能通過不凝氣聚集區(qū)與蒸汽接觸在管壁造成嚴(yán)重的過冷并使氧氣富集，增加了管束結(jié)冰和腐蝕的危險。電廠生產(chǎn)中空冷島任務(wù)就是：一要確保向所有管束提供蒸汽，二要使不凝氣最佳地方被及時排出，三要使蒸汽能隨著其體積的減小而自動找到它在冷凝器中的合適的流通路徑。不凝結(jié)氣體大部分是由于真空嚴(yán)密性差造成。真空嚴(yán)密性差時，漏入真空系統(tǒng)的空氣較多，射水抽氣器或水環(huán)真空泵不能夠?qū)⒙┤氲目諝饧皶r抽走，機(jī)組的排汽壓力和排汽溫度就會上升，這無疑要降低汽輪機(jī)組的效率，增加供電煤耗。如空氣雖然能夠被及時地抽出，但需增加射水抽氣器或真空泵的負(fù)荷，浪費(fèi)廠用電。直接空冷系統(tǒng)擁有龐大的真空系統(tǒng)，真空系統(tǒng)的嚴(yán)密性是保證機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的關(guān)鍵。但是由于空冷島龐大復(fù)雜的系統(tǒng)，查找漏點(diǎn)的工作量巨大。目前廣泛應(yīng)用的方法主要有氦質(zhì)譜檢漏儀查漏、超聲波檢漏以及平時的巡回檢查聽聲、測溫等。

2 機(jī)組運(yùn)行時的查漏方法

空冷島比較龐雜，排汽管道均為大法蘭連接，散熱器鰭片管焊口連接多，容易出現(xiàn)滲漏，造成機(jī)組掉真空，影響供電煤耗。由于結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，空冷島一旦發(fā)生滲漏，不容易找到漏點(diǎn)，所以對機(jī)組真空的維護(hù)，要經(jīng)常組織檢查。一是定期進(jìn)行空冷嚴(yán)密性試驗，發(fā)現(xiàn)其嚴(yán)密性超100Pa/min時，盡快查找漏點(diǎn)并處理，使真空嚴(yán)密性合格。目前各電科院及找漏公司多用氦質(zhì)譜檢漏儀對運(yùn)行機(jī)組進(jìn)行查漏工作。氮質(zhì)譜檢漏原理是在質(zhì)譜室中將氣體電離，利用不同荷質(zhì)比的離子具有不同的電磁(偏轉(zhuǎn))特性，將示蹤氣體氦分離檢測。氦質(zhì)譜檢漏技術(shù)具有很高的檢測靈敏度，能檢測到泄漏到汽機(jī)排汽中的微量氦氣，測定的漏率大小即反映了泄漏點(diǎn)的大小。由于氦氣是惰性氣體，化學(xué)性能穩(wěn)定，提高了檢測安全性。氦質(zhì)譜檢漏儀由離子源、分析器、收集器、冷陰極電離規(guī)組成的質(zhì)譜室和抽氣系統(tǒng)及電氣部分等組成。

以直接空冷機(jī)組為例介紹使用方法：必要的設(shè)備：一臺氦檢漏儀，例如： VARIAN Helitest，一些氦氣瓶，醫(yī)用氧氣袋。實(shí)施：檢驗儀器，少量的氦可直接噴灑進(jìn)檢測噴頭，在空氣出口處檢測。在抽真空系統(tǒng)排空氣處安裝氦質(zhì)譜檢測儀探頭。在實(shí)際使用中，探頭不能距排空氣口過近，濕度過大會損傷檢測儀。在真空系統(tǒng)噴少量的氦氣,觀察氦質(zhì)譜檢測儀的顯示器；噴灑和檢測之間的時間差約10～20秒，20ppm及一下的顯示可忽略，幾百ppm的顯示就證明有泄漏，1000ppm或更多就證明有大的泄漏。每次顯示后，一般5～10分鐘，噴灑應(yīng)停止，直到?jīng)]有氦被檢測到。相關(guān)部位：一般來講，真空系統(tǒng)內(nèi)的所有管道都可能泄漏。根據(jù)經(jīng)驗，下列部位均應(yīng)優(yōu)先檢查：汽輪機(jī)排氣裝置下部的膨脹節(jié)；汽輪機(jī)低壓缸接合面、大氣排放閥、低壓軸封處；真空系統(tǒng)的法蘭、人孔、溫度/壓力儀表及儀表接管；疏水至排氣裝置的閥門、接口；凝結(jié)水箱；補(bǔ)水箱；抽真空系統(tǒng)；空冷島系統(tǒng)。利用氦質(zhì)譜檢漏可以在不停機(jī)情況下進(jìn)行，并且響應(yīng)速度快，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)檢漏，為可靠的查漏方法。

超聲波采用的是對分子摩擦所產(chǎn)生特殊信號進(jìn)行提取、分析、跟蹤和處理的技術(shù)。真空或負(fù)壓管道泄漏時，氣體分子在泄漏點(diǎn)的擁擠摩擦?xí)a(chǎn)生特殊分子摩擦信號（閥門內(nèi)泄漏，有損壞征兆的軸承也會產(chǎn)生這種信號），系統(tǒng)通過對這種信號的分析，并對周邊環(huán)境的噪聲做屏蔽處理，達(dá)到探測故障源的目的。超聲波檢漏儀主要針對空冷島系統(tǒng)，原因是帶有保溫的設(shè)備及管道沒辦法檢測故而采用氦質(zhì)譜及超聲波結(jié)合檢漏法檢測為最好。

3 機(jī)組停運(yùn)條件下的查漏方法

在機(jī)組檢修時可以使用排氣管道加裝堵板進(jìn)行空冷島打壓，徹底消除空冷系統(tǒng)漏點(diǎn)。此方法的缺點(diǎn)為工作量較大，且停機(jī)時間短的情況下無法實(shí)施，其次空氣無顏色，視覺無法直接判定還需刷肥皂水確定漏點(diǎn)。目前通過直接空冷機(jī)組的檢修運(yùn)行經(jīng)驗總結(jié)出現(xiàn)了微正壓找漏方法。

方法如下：機(jī)組停運(yùn)后投入盤車、軸加風(fēng)機(jī)運(yùn)行，破壞真空；利用鍋爐產(chǎn)生的余熱，通過汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)使蒸汽進(jìn)入空冷島，通過目測空冷島是否漏汽、漏水，從而確定漏點(diǎn)。

（1）空冷島微正壓查漏的步驟方法：①停機(jī)后破壞真空并投入盤車連續(xù)運(yùn)行；②軸加風(fēng)機(jī)保持運(yùn)行，但需避免軸封漏汽進(jìn)入汽機(jī)軸承；③停運(yùn)全部軸流風(fēng)機(jī)；④開啟汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)，使排汽裝置進(jìn)汽；⑤控制排汽壓力及溫度 (具體實(shí)施各個廠可根據(jù)當(dāng)?shù)卮髿鈮杭捌啓C(jī)說明書確定，目的為防止大氣排放閥破裂及照顧低壓部分材質(zhì)不超限)；⑥檢查空冷島各位置有無水汽冒出，重點(diǎn)為各單元蒸汽分配管及A型散熱器下部；⑦根據(jù)機(jī)組狀態(tài)可以適當(dāng)增加蒸汽流量；⑧通過目測漏水漏汽情況確定漏點(diǎn)。

（2）微正壓找漏的注意事項。①必須保證盤車連續(xù)運(yùn)行，通過TSI監(jiān)視偏心、盤車電流、缸溫、脹差等主要參數(shù)，發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)立即停止操作；②就地檢查測量主排汽管道膨脹節(jié)的膨脹情況， 防止造成設(shè)備損壞；③嚴(yán)格控制進(jìn)入空冷島的蒸汽參數(shù)，不能超過空冷和汽機(jī)廠家提供最高限制參數(shù)；④需同時安排多人做好漏點(diǎn)記錄，以備后期處理；⑤查漏工作不能時間過長，一般控制在20～40分鐘；⑥盡量避免在環(huán)境溫度低于0℃時進(jìn)行，防止空冷島結(jié)凍。用微正壓法進(jìn)行查漏后，可以確定漏點(diǎn)的大概位置，為進(jìn)一步處理漏點(diǎn)還需確定準(zhǔn)確泄漏點(diǎn)位置。對于排汽裝置發(fā)現(xiàn)的法蘭、管道可以采取更換密封墊、清理打磨的方式消除。如空冷島上方蒸汽管道存在漏點(diǎn)，可以打開蒸汽分配管人孔門，在漏點(diǎn)的大概位置引入較清潔的水源，在空冷單元下面可觀查到具體泄漏位置，利用測量工具或者記步的方式記錄下漏點(diǎn)的確切位置。如停機(jī)時間允許可以根據(jù)漏點(diǎn)位置進(jìn)行簡單的補(bǔ)膠處理或者進(jìn)入蒸汽分配管內(nèi)部對大致缺陷部位進(jìn)行著色檢查，明確缺陷位置后將缺陷（沙眼、裂紋）鏟除干凈，然后可進(jìn)行打止裂孔、挖補(bǔ)施焊等處理措施。每次停機(jī)都可以組織微正壓查漏工作，及時發(fā)現(xiàn)漏點(diǎn)以便及時處理，保證機(jī)組真空嚴(yán)密性處于合格范圍內(nèi)。

此外空冷島的泄漏除了閥門、管道以外出現(xiàn)較多的是密封板裂紋等缺陷，此類缺陷的產(chǎn)生一方面時由于焊接質(zhì)量造成的；另一方面大多由于蒸汽分配管膨脹不暢造成過大拉應(yīng)力造成密封板的裂紋產(chǎn)生或者直接被拉斷。產(chǎn)生以上第二個問題的主要原因是在基建安裝時，管束起吊安裝時管束與臨時支座的固定螺栓在安裝完成后未予以拆除，直接造成膨脹受阻現(xiàn)象，基建電廠應(yīng)引起重視。

4 結(jié)論

氦質(zhì)譜檢漏技術(shù)具有很高的檢測靈敏度，測定的漏率大小即反映了泄漏點(diǎn)的大小。氦氣是惰性氣體，化學(xué)性能穩(wěn)定，提高了檢測安全性。此外，利用氦質(zhì)譜檢漏還可以在不停機(jī)情況下進(jìn)行，并且響應(yīng)速度快，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)檢漏，為機(jī)組運(yùn)行時真空系統(tǒng)找漏的有效便捷方法，結(jié)合超聲波檢漏儀的使用可以提高漏查效率。微正壓查漏方法利用機(jī)組停機(jī)過程進(jìn)行，需要運(yùn)行、維護(hù)人員把握其中細(xì)節(jié)，查漏過程時間短既滿足停機(jī)檢修時進(jìn)行，也可機(jī)組臨停時進(jìn)行。用此方法，漏點(diǎn)直觀可見，操作性強(qiáng)，可滿足直接空冷機(jī)組龐大系統(tǒng)的查漏需求。

[1]鄭體寬 .熱力發(fā)電廠.中國電力出版社.

[2]發(fā)電企業(yè)設(shè)備檢修導(dǎo)則.

[3]DL/T 1052-2007.節(jié)能技術(shù)監(jiān)督導(dǎo)則.

TM621

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1671-0711（2016）11（上）-0051-02