600 MW机组低真空原因分析与治理

600 MW机组低真空原因分析与治理

许东升

(内蒙古京科发电有限公司 发电部，内蒙古 兴安盟 029400)

摘要：针对某电厂600 MW直接空冷机组真空严密性不合格的现状，分析了真空严密性差的原因及危害，并解决了凝汽器真空系统的泄漏问题.通过真空严密性试验研究，采取有效的整改措施，使真空下降速度由294 Pa/min降低到31 Pa/min。

关键词：600 MW机组；直接空冷机组；低真空

收稿日期：2015-06-09

作者简介：许东升(1981-)，男，内蒙古通辽人，助理工程师。

DOI：10.13888/j.cnki.jsie(ns).2015.04.008

中图分类号：TM621

文献标识码：A

文章编号：1673-1603(2015)04-0329-03

Abstract：Aiming at the unqualified vacuum tightness of the 600 MW direct air-cooling generating units in a Power Co.,Ltd.,the causes for poor vacuum tightness were analyzed and the condenser vacuum system leakage was solved.Through vacuum tightness testing after the rectification,the descent velocity of vacuum was dropped to 31Pa/min from previous 294Pa/min.

空冷凝汽器作为火力发电厂主要设备之一，其运行效果的好坏，直接影响着机组的经济性和安全性。汽轮机冷端系统设计、运行的经济性高低是通过凝汽器压力直接反映的，而凝汽器真空度是反映凝汽器综合性能的主要指标，也是考核汽轮机组运行状态的重要参数之一。运行经验表明，凝汽器真空每下降1 kPa，机组汽耗就会增加1.5%～2.5%；传热端差每升高1 ℃，供电煤耗则增加0.5%～0.7%。

1机组概况

某公司一期工程2×600 MW汽轮发电机组采用的是哈尔滨汽轮机厂生产的ZKL600-16.7/538/538型汽轮机，该汽轮机为600 MW亚临界、一次中间再热、单轴、三缸、四排汽、直接空冷凝汽式汽轮机，与B&WB-2080/17.5-M型亚临界自然循环汽包锅炉及QFSN-600-2YHG型水氢氢冷却发电机配套，锅炉与汽轮机热力系统采用单元布置。空冷凝汽器为单排管设计，冷却面积为183万m2，采用8列7排共56台冷却单元组成。冷凝水通过凝结水管道系统依靠重力回到排汽装置下的凝结水热井，经处理后送回到锅炉给水系统。

2存在的问题及原因分析2.1存在的问题

汽轮机的真空严密性是关系到汽轮机安全、经济运行的一项重要指标，采取有效措施确保并提高真空系统的严密性，是生产部门的一项基础且重要的工作。真空严密性试验依靠真空下降值来衡量凝汽器空气漏入量，从而检验真空系统漏入空气量的大小。根据《凝汽器与真空系统运行维护导则》(DL/T932-2005)规定：真空下降速度≤260 kPa/min为合格标准。该公司自投产以来，2#汽轮机真空严密性试验结果均未达到标准要求，试验时真空下降速度最大达到294 Pa/min，具体试验数据如表1所示，机组热效率较同类标杆机组明显降低，发电煤耗升高。

表1　负荷480 MW时真空严密性试验结果

2.2真空严密性的意义

对空冷凝汽器而言，尽最大的努力防止空气进入其真空系统是至关重要的。机组运行过程中，加强对机组真空值的监视并选择合理的整治方案，对确保机组的经济运行具有重要意义。不可凝气体的增加可能影响排空系统的运行并导致下列危害：

1)导致空冷管束换热能力降低，进而导致机组效率下降。由于机组真空系统存在漏泄，大量不凝结气体聚集在空冷管束内，影响了空冷管束的换热能力。在夏季高温、高负荷时段，为了维持机组真空，不得不采用空冷风机超频运行方式，部分时段采用空冷喷淋装置冷却方式，这就大大增加了厂用电率，降低了机组的经济性。

2)导致凝结水含氧量增加，进而增加腐蚀设备的隐患。在机组运行过程中，由于真空严密性不合格，凝结水溶氧一直维持在170 μg/L左右。含氧量较高的水不仅会对回热系统及其附属管道产生电化学腐蚀，同时增大了回热系统的热阻，降低了回热系统的热效率。

3)冬季由于大量不凝结气体聚集在空冷管束将导致空冷管束发生冻结变形的可能。

2.3原因分析

2.3.1管道安装质量差

由于工期紧，基建单位人力不足，在建设过程中的质量控制不严，导致机组在与真空系统相连的管道安装中存在较多漏点，一方面在机组试运期间的真空偏低，另一方面由于少漏点随着机组运行工况变化持续恶化，使得真空必然下降。

图1　低压缸防爆膜铅板破损

图2　空冷凝结水管束砂眼

针对机组负压系统，专业人员采用超声波检漏仪进行区域排查。检查发现2、5列空冷岛凝结水的回水管与管束回水母管焊口存在砂眼，从而导致真空漏泄。机组停运后，对负压系统进行注水查漏，发现热井与排汽管道焊接处存在砂眼，空冷岛凝结水回水至排气装置旁路手动门前管路的焊口开焊。

针对上述漏点，利用停机机会进行焊口补焊后，重新做真空严密性试验，发现真空下降速度降至170 Pa/min。

2.3.2低压缸防爆膜破损

在真空严密性试验数据较高情况下对负压系统继续进行排查，检查发现：低压缸右侧防爆膜铅板存在轻微裂痕，进而导致机组真空漏泄。利用密封胶在对低压缸防爆膜进行临时封堵后，做真空严密性试验发现：真空下降速度降至96 Pa/min，达到了真空严密性试验的优良标准。

2.3.3阀门内漏

由于阀门材质和阀门研磨工艺及其质量控制不足，都会导致阀门关闭不严。这样，一方面导致机组真空降低，另一方面造成机组热蒸汽浪费，使得机组的经济性降低。针对现场阀门内漏进行专业排查，检查发现：主蒸汽母管及主汽门前疏水门均存在内漏，且原设计再热主汽门前疏水经过节流孔板直接进入排汽装置。因此，利用停机机会对主汽母管疏水进行重新研磨，同时在再热主汽门前疏水管路上加装手动门。

2.3.4轴封系统

由于设计或机组施工中的管路布置不合理，经常发生低压缸轴封压力偏低，从而导致机组真空度降低。机组投产以后，轴封系统需要在480 MW工况下方能实现自密封，相同工况下，与同类机组相比，辅汽供轴封调节门开度偏离大约17%。在排查机组真空度问题过程中，通过检查发现：轴加水封有轻微气流声音，判断为轴加水封未能实现水封作用，停机后通过在轴加水封至排汽装置管路加装手动门，限制手动门开度后，在相同工况下辅汽供轴封调节门较原来开度减小了12%。

2.3.5真空泵工作不正常

由于真空泵冷却器的冷却水源取自辅机循环水系统，随着季节的变化、环境温度的升高，真空泵的工作水温大于30 ℃的时间在一年内将有4个月。工作水温为15 ℃时，真空泵性能系数λ=1；工作水温大于15 ℃时，λ<1，这会使抽气量减少。当水温为30 ℃时，水环泵抽气性能系数λ≈0.55；当水温为35 ℃时，性能系数λ≈0.5。由此可见，水环真空泵的性能会因水温升高而劣化。

为了降低真空泵工作液的温度，公司设计配置了一套真空泵辅助制冷设备，使工作液的温度由真空泵工作液的临界温度确定，辅助冷却装置根据设定自动调整，保证能够可靠灵活地降低真空泵工作液的温度。

3措施整改后的实验数据

当负荷为240 MW时，真空严密性试验的结果如表2所示。

表2　负荷240 MW时真空严密性试验结果

4结语

随着空冷查漏工作的不断开展，机组真空度治理得到了较大程度的提高，通过以上措施的实施，在真空严密性试验时，使得真空下降速度由采取措施前的294 Pa/min降低到31 Pa/min，具体试验数据如表2所示，有效地提高了汽轮机凝汽器的真空

度，保证了汽轮机的真空严密性，增加了机组的出力，提高了机组的热经济性，确保汽轮机组安全稳定地运行，对提高汽轮发电机组的经济性和安全性有着极其重要的意义。

参考文献

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Cause Analysis and Improving Measures for

Low Vacuum in 600 MW Units

XU Dong-sheng

(Power Generation,Inner Mongolia Jingke Power Co.,Ltd.,Xingan League 029400,Inner Mongolia)

Key words： 600 MW unit;direct air-cooling unit；low vacuum

(责任编辑张凯校对佟金锴)