邯郸热电厂200 MW机组真空低原因分析

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邯郸热电厂200 MW机组真空低原因分析
　
1概述
    邯郸热电厂#11、#12汽轮机是由哈尔滨汽轮机厂生产的CC140/N200－12.7/535/535型抽凝式供热机组，型式为超高压、一次中间再热、单轴、双排汽。真空系统配2台射水抽汽器，1台运行，1台备用。
    2台机组长期以来真空严密性水平不甚理想，真空系统泄漏达1 200 Pa/min以上，直接影响着机组的真空状况，尤其在夏季，随着环境温度的升高，真空状况更为恶劣，为此对机组真空系统进行了氦质谱检漏试验，同时对真空系统存在的问题进行了综合分析，并提出了真空系统的改进方案，以更好地保障机组运行的经济性和安全性。
2真空系统氦质谱检漏试验
2.1检漏方法介绍
    本次试验所用仪器为日本真空公司生产的HELIOT303AS电厂专用型氦质谱真空检漏仪。应用氦质谱检漏仪进行真空系统检漏一般有两种方法，即真空法和吸枪法,本次试验用真空法进行检漏。现场检漏时，先把真空泵前空气管真空表阀门关闭，拆下真空表，接上检漏仪的连接管路，开启检漏仪，检漏仪经过自检过程进入待检状态，将气流方式设置为大漏气流模式，这时分别打开测试口电磁阀和旁路电磁阀，打开真空表前手动门，控制调节阀开度，调整测试口的压强在100 Pa左右，然后便可进行真空系统漏点漏率的测试。
2.2检漏结果
        分别对2台机组真空系统各200余处可疑泄漏部位进行检测，发现2台机组漏点位置较为相似，其中低压缸前、后汽封，低压缸部分防爆门，中压缸前、后汽封，疏水扩容器等处泄漏较为严重。
3真空系统存在的问题及建议
3.1射水池水温偏高
        到了夏季2台射水池的水温均较高，有时达43 ℃以上，造成射水池水温偏高主要有以下几个因素。
        a. 射水池的溢水管及补水管均布置在射水池的上部。当射水池补水时，一部分低温水未进行换热便从溢水管排出，射水池下部的水则未进行充分换热。
        b. 溢水管管径设计较细，直径只有150 mm。当射水池的补水量稍大时，射水池的水位便会快速升高，直到水溢出射水池，显然这无法满足射水池大量补水的要求，造成射水池中水温较高却无法大量换水降温。
        c. 射水池的补水引自工业水泵出口管，工业水池的水源一路引自循环水泵前池，如循环水温度升高时，射水池的补水温度也会相应升高，尤其是环境温度较高时，射水池补水温度可高达35 ℃左右。在尽量加大补水量的情况下，射水池的水温还高达40 ℃以上。
射水池的水温越高，对应该温度的汽化压力也越高，水温高到一定值，大量工作液便会在抽汽器中汽化。故射水抽汽器的工作液温度对其抽吸效率影响极大，直接影响着机组的真空状况。早在机组调试过程中，就进行了真空随射水池水温变化试验，其变化曲线见图1。

　
     从图1可以看出射水池水温对机组的真空状况有着极大的影响。建议在机组大修时对射水池的补水管及溢水管重新进行布置，将补水管伸至射水池的底部；同时将溢水管的管径加粗，使换水更为充分。如果将一部分地下水并入射水池的补水管，夏季环境温度较高时，可用一部分温度较低的地下水补入射水池，则会更好地改善机组的真空状况。另外机组正常运行时，应在保证射水池不向外溢水的前提下尽量加大补水量，适当降低射水池水温。
3.2轴封冷却器至凝汽器水封带存在问题
     中压缸前后汽封末档泄汽通过轴封冷却器冷却，疏水经过多级水封带回到凝汽器，如果水封没有破坏，轴封冷却器又保持一定的水位，中压缸前后汽封处不应有大量的空气进入凝汽器。对机组真空系统检漏发现，2台机组中压缸前后汽封泄漏均非常严重，故认为轴封冷却器一直是无水位运行，且水封带水封没有很好地形成。
    水封带设计有注水管，注水管引自凝结水补水调整门后，由于凝结水系统回收了一部分低位水箱的水，低压加热器利用一部分老厂来的蒸汽加热，机组正常运行时，凝汽器的补水量很少，从凝结水补水调整门至凝汽器的补水管路处于负压状态，运行过程中，水封带无法进行注水。
    轴封冷却器疏水至凝汽器管路没有阀门，轴封冷却器水位无任何控制手段，经常无水位运行，水封带水封一旦被破坏，轴封末档泄汽携带大量的空气进入凝汽器。建议有机会对系统进行如下改进：
        a. 轴封冷却器至水封带之间管路增加一道手动门，运行过程中，可通过控制手动门来调整轴封冷却器水位，同时有利于水封带水封的形成。
        b. 将水封带的注水引自凝结水管路，有利于运行过程中对水封带进行注水。
        c. 轴封冷却器疏水管路经过水封带接至凝汽器热井，可在水封带后加装一道手动门并将水封带后疏水管路接至凝汽器热井以上，当水封被破坏后，可通过控制该手动门加快注水过程。
3.3密封水压力不足
    该机组所有负压侧阀门的密封水均取自凝结水管路，由于密封水母管直径只有20 mm左右，随着机组运行时间增长，管路很可能因结垢或被固状物堵塞而使通流能力降低，从而使密封水压力降低，密封水对负压侧阀门不能起到很好的密封效果，致使空气漏入凝汽器。为了很好地了解该机密封水压力对真空的影响，进行了凝结水压力变化试验。将凝结水主调门开度从37％关至14％，凝结水母管压力从1.527 MPa升高至1.658 MPa，结果机组真空从－91.36 kPa提高至-92.0 kPa，机组真空有了非常明显的改善。可见密封水压力对机组真空有着很大的影响，这进一步说明由于密封水压力不足已使大量的空气漏入凝汽器。
    在机组大修过程中对密封水管路进行了改进。
        a. 将密封水母管管径加粗至50 mm，且视系统的布置情况，增加一些支路，以增强各阀门密封水水源的稳定性。
        b.在密封水母管加装一个机械控制压力调整门，以维持密封水压力的稳定。密封水压力调整后真空随时间变化情况见图2。
        c. 密封水管路母管或支路尽量接近各负压门，以减少密封水末端管路的长度。

3.4低压缸汽封径向间隙大
    通过这次检漏试验，发现低压缸前后汽封处泄漏较为严重，漏率达到7×10－7 Pa/min。由于泄漏面积较大，对机组的真空状况造成很大影响。为此进行了调整汽封压力的对比性试验，将汽封母管压力从0.15 MPa提高至0.23 MPa，并调整各供汽分门，增大低压缸汽封的供汽量，但并没有消除低压缸汽封处的泄漏，这足以说明因低压缸汽封的径向间隙较大，使大量空气漏入真空系统。建议在机组大修过程中对汽封片进行认真检查，并重新调整汽封径向间隙。
3.5疏水扩容器有漏点
    这次检漏，在甲、乙扩容器处发现较多漏点，经过仔细的分析，认为疏水扩容器及有关系统存在如下问题：
        a. 2个疏水扩容器无喷水减温装置，机组运行时，尤其在启动过程中，疏水扩容器温度相当高，一方面增加了对凝汽器的热冲击，另一方面交变热应力也容易使扩容器焊口产生裂纹，从而造成空气漏入真空系统。
        b. 一些疏水门的内漏严重，尤其是高温高压阀门的泄漏对扩容器的热冲击较大，同时也增加了凝汽器的热负荷。
     建议对2台机组疏水扩容器加装喷水减温装置，并利用大小修机会对内漏较严重的高温高压阀门进行处理或更换。 
4初步效果
 #12机大修过程中，针对真空系统存在的部分问题，采取了如下措施。
        a. 将水封带注水改为从凝结水泵出口管引出，机组正常运行过程中，可较好地对水封带注水。
        b. 检查所有负压阀门密封水管路，并对堵塞的管路进行处理。
        c. 改变射水池的补水方式，将射水池的补水管引至射水池的底部，改善射水池工作液换热效果。
        d. 重新调整汽封径向间隙。
    通过采取以上措施，取得了良好的效果，机组真空状况有了较为明显的改善，真空严密性试验结果已达400 Pa/min。
5结论
     针对邯郸热电厂#11、#12机真空系统的检漏情况，认真分析了真空系统存在的问题，认为造成机组真空低的主要原因为射水池水温高、轴封冷却器无水位运行且水封带水封破坏、密封水压力不足、汽封间隙大及疏水扩容器热负荷较大。在＃12机组大修过程中对真空系统存在的部分问题进行处理，机组的真空状况有了较为明显的改善，如果对真空系统存在的其它问题也进行较为彻底的处理，机组真空状况一定会有更大的改善。