直接空冷机组真空严密性试验方法及漏空原因分析探讨

彭刚

摘 要：由于水资源的日益匮乏，在我国富煤缺水地区火电厂中已经普遍采用空冷机组来代替传统的水冷机组，随着我国经济的发展和居民生活水平的提高，对用电量的需求越来越大，促使发电机组的功率越来越大，随着大容量超临界发电机组陆续投入使用，其空冷机组在运行过程中的问题也逐渐暴露出来，据调查目前已运行的大容量直接空冷机组都曾发生过真空系统漏空的问题，这严重影响了系统的安全、经济运行。文章介绍了直接空冷机组真空严密性的试验方法，并对空冷系统漏空的原因展开分析，力求找到应对措施，为系统运行的安全性和经济性提供可靠依据。

关键词：直接空冷系统；真空严密性；漏空；原因分析

前言

火电厂发电机组的满发运行和安全运行需要有相应的冷却系统作为辅助，传统的冷却系统是水冷式，然而在我国北方缺水地区无法得到推广，因此直接空冷系统逐渐成为关注的热点，在我国北方富煤缺水地区已经得到广泛的应用，随着我国经济的发展和居民生活水平的提高，对用电量的需求越来越大，促使发电机组的功率越来越大，随着大容量超临界发电机组陆续投入使用，其空冷机组在运行过程中的问题也逐渐暴露出来，由于直接空冷系统体积庞大，因此其真空严密性控制工作难度较大，据调查目前已运行的大容量直接空冷机组都曾发生过真空系统漏空的问题，这严重影响了系统的安全、经济运行。因此有必要研究直接空冷机组真空严密性的试验方法，并通过对漏空的原因进行科学分析，找到应对的措施，具有十分重大的现实意义。

1 直接空冷机组真空严密性试验方法

目前，世界范围内还没有对直接空冷系统的真空严密性实验形成统一的标准，因此只能在参考湿冷机组真空严密性试验方法的基础上根据实际情况进行不断的摸索和验证，从而找出适合直接空冷机组真空严密性试验的方法。我国对湿冷机组的真空严密性试验方法有明确的规定，要求机组运行负荷要在额定负荷的百分之八十以上，并同时保持循环水量不变，然后关闭抽气器入口门，保持八分钟，取后五分钟真空的平均值作为试验结果。在直接空冷机组中没有循环水，而是采用控制风机转速的方式来调节冷却风量的大小，衡量试验方法是否科学的标准为：排气压力变化是否稳定，真空下降的速率是否稳定，因此，在实际工作中可根据风机的控制方式来设计试验过程，具体有以下几种：

1.1 用手动调节风机转速来设计试验

用手动调节风机的转速，使凝结水的过冷度一直保持在2-6℃，以保证蒸汽能够充分冷凝，此时空冷到冷却的风量是一定的，通过在环境温度基本恒定、環境风速小于4m/s、主汽参数和机组运转负荷保持相对稳定的条件下进行试验，结果表明排气压力变化非常均匀，真空下降的速率均匀，因此结果较为真实和可靠，适合用于对精度要求高的基础性试验分析，但是此结果由于需要通过手工不断调节风机的转速，因此此方法较为繁琐，对操作人员的操作精度要求较高，实现起来比较困难。

1.2 风机转速自动控制的条件下设计试验

使风机可以根据蒸汽量的大小来自动调节，更加贴近工况运行状态，可保证排气压力处于稳定状态，在同样的环境条件下进行试验，由于风机的转速是根据主汽参数不断变化的，因此在试验时排气压力的变化不可能稳定，因此导致真空度下降的速率也不均匀，表明试验结果的准确度不高，但在日常的对测试精度要求不高的场合可以作为一种辅助监测手段。

1.3 保持风机在额定转速条件下设计试验

用手动的调节方式控制直接空冷系统风机处于额定转速下运行，文章采用恒定功率为50Hz，结果表明在环境温度较低的冬季系统真空度下降速率均匀，而在环境温度较高的夏季则结果不够准确，因此此方法具有一定的局限性。

2 直接空冷机组漏空原因分析

2.1 直接空冷机组本身质量问题

由于直接空冷机组的生产厂家很多，而目前又没有一个标准的检验标准，再加上空冷机组本身的体积较大，组成较为复杂，管道、阀门较多，交界处如果不能做到完全的严密就会影响整个机组的真空严密性。

2.2 安装质量不合格

直接空冷机组的体积大、重量大，并且空冷机组与汽轮机组之间的距离较大，因此导致直接空冷机组的安装工程较为复杂，与此同时由于安装方面的技术人员相对短缺，且业主方对安装工期要求较高，容易造成安装质量不合格，因此给机组漏空埋下隐患。

2.3 相关配套系统设置不科学

在我国直接空冷系统应用的时间并不长，无论是设计还是运行都缺乏相关经验，因此很多时候在直接空冷系统的配套系统设计方面还仍然沿用了同类型湿冷机组的设计方案，例如，300MW直接空冷机组低压轴封系统，轴封冷却器设计采用湿冷机组冷却面积，轴封母管管径偏小。致使空冷机组背压偏高，当提高轴封压力时，轴封冷却器不能冷却高背压下的轴封漏汽量，产生轴封溢汽量过大，而为了防止油中进水，必须将轴封压力降低，因此容易导致低压轴封产生漏空。

2.4 运行过程中环境因素的影响

由于直接空冷机组在我国北方地区应用的较广，因此主汽参数、排气参数等要根据环境温度的影响不断调节，例如，在冬季环境温度处于零下时，空冷岛对风机风量要求很低，甚至不需要风机运转，反而需要采取相应的措施使系统可以回暖，避免防冻，如果防冻措施采取不当或者未采取措施，就会导致空冷散热器管束以及拐角焊接处冻裂，从而出现漏空现象。

3 直接空冷机组防漏空措施

3.1 对直接空冷机组制造进行质量监督

在直接空冷机组出厂前对其各个部件及整体进行质量检验和测试，防止有漏焊、松动等现象，以确保系统质量优良。

3.2 直接空冷机组安装过程的质量控制

在机组安装过程中不可为单纯的缩短工期而牺牲质量，对安装进行全过程的监督，并做好质量验收工作。

3.3 科学设计配套设施

要不断探索，并借鉴国外先进经验，对直接空冷机组的配套设施要科学设计，使之与空冷机组的运行相搭配，使系统运行更加科学。

4 结束语

直接空冷机组出现漏空现象会导致其无法满发运行，严重影响系统运行的安全性和经济性，因此在实际工作中应当不断探索适合当前实际情况的检验系统真空严密性的方法，并采取相应措施防止直接空冷机组出现漏空现象，做到防患于未然。

参考文献

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[3]续宏.直接空冷机组真空严密性试验方法及漏空原因分析探讨[J].热力透平，2008.

[4]杨立军，郭跃年，杜小泽.环境影响下的直接空冷系统运行特性研究[J].现代电力，2005.