关于燃气电厂汽轮机真空密封性优化的分析

中国华电集团有限公司上海分公司 吴 强 上海奉贤燃机发电有限公司 华宇东 华电重工股份有限公司 赵迎九 刘晓东

1 燃气电厂汽轮机真空密封性的存在问题与问题成因

1.1 存在问题

某些燃气电厂汽轮机的真空密封性不甚稳定，多次检修和运行中灌水查漏、堵漏但依然效果不佳。举例来说，某些汽轮机的严密性最差时只有370Pa/min（及格水平），究其原因，主要是因为外部对汽轮机真空机组造成了一定影响，如果对其进行查漏分析，会发现它的漏点具体呈现在哪些方面上，有些地方存在遗留漏点，上述漏点是无法通过灌水查漏进行准确判断的，而且许多漏点不仅出现一次、会经常性出现，如果从检修、运行以及管理等多个方面来看，可有效提升整体查漏效率。再次通过蒸汽中的大量其它气体与蒸汽一同排入到凝汽器中可处理某些其它技术问题。

1.2 问题成因

第一，可能出现了低压轴封漏空气问题，它导致低压缸轴端气封原安装梳齿密封结构被有效封闭，它的气封径向间隙预留尺寸范围在0.6～0.9mm左右。不过考虑到齿牙中间存在环形腔室，因此它的环向流动可最大限度减少涡流降速效果。该过程中还必须考虑到阻气偏差效果问题，如果泄漏量过大可能会导致机组启停过程中胀差会变大，其汽封短齿部分会出现明显的“掉台”问题，漏气严重，弹簧片弹性也会相应减弱，汽封块间隙变大。所以在机组运行过程中必须深度考量这一问题，适当提高轴封压力时刻检查其是否存在内漏问题。

第二，真空系统中的法兰结合面容易出现泄漏问题，在进行灌水查漏过程中如果发现问题必须进行消缺处理，根据真空系统取样和仪表管路状态进行分析，保证在每次冷态启动之前都进行一次灌水查漏实验，检查其法兰界面是否存在泄漏问题。

第三，系统轴封加热器必然会存在多级水封漏空气状况，它导致机轴多级水存在排气阀加装过程中出现了严重的内漏问题，且水封在此时被严重破坏，无法正常运行。

1.3 严密性调查

要对燃气电厂中的汽轮机真空系统严密性进行调查。在机组运行过程中，将均压箱压力适当提高10kPa（135→145），真空严密性从167Pa/min降低到80Pa/min，确认汽轮机低压轴不存在封漏气问题。要对机组的冷态启动问题进行灌水查漏分析，发现低压轴封回汽管道疏水手动门法兰漏水状况，进一步确认为真空系统中的法兰结合面与焊接口存在问题。在机组停机后对凝汽器内部产生的正压破顶问题进行分析，抽真空后确认为防爆门漏气即可。

2 燃气电厂汽轮机真空密封性优化的实施对策

燃气电厂汽轮机的真空密封性优化是必要的，首先要对低压轴封漏气问题进行分析，将轴封均压箱压力控制在140～150kPa左右。可在汽轮机组大修期间展开揭缸检查，深入了解它的汽封径向间隙变化，必要时必须做出适当调整。另外，要对轴封加热器中的多级水封漏空气进行有效处理，在针对真空破坏门内阀处理方面，需要结合阀门停机检修进行处理，保证定期检查防爆门完好无损，并在连接位置涂抹黄油进行特别处理。针对燃气电厂汽轮机组的真空严密性进行分析，主要是要优化真空泵的运行状态[1]。

3 燃气电厂汽轮机真空密封性优化案例简析

3.1 某燃气电厂汽轮机组概况

某热电厂存在真空度不严密问题，结合实际状况看，电站汽轮机真空系统在投运以后需要解决严密性缺陷问题，并对真空度严密测试结果进行分析，它的测试结果应该在600Pa/min左右。基于机组稳定运行所产生的影响，需要有效提升机组整体经济性，因此某燃气电厂汽轮机组也成立了专门的真空治理技术组，针对凝汽器与真空系统进行针对性治理，实现对凝汽器真空治理的正确规范。从某燃气电厂的汽轮机组实际应用状况看，它的真空严密性偏差的三大主要问题为真空严密性偏差，泄漏点过多；系统设计布置不合理、辅助设备出力不足，凝汽器换热管束排气阻力过大；再者就是凝汽器换热效果较差，换热管存在结垢问题，端差偏大。

3.2 某燃气电厂汽轮机组注水检查

对某燃气电厂汽轮机组中凝汽器的真空系统进行注水检查。主要是在凝汽器水侧放水完毕后直接注水，浸泡汽轮机组的所有负压系统。然后在凝汽器底部加入支撑，并加装临时水位计，并保持水位在48小时左右。要在该过程中发现漏电并及时进行处理，直到真空系统严密性合格。最后进行注水查漏检查，发现较大漏点问题，并对真空系统注水查漏漏点进行汇总分析。

3.3 某燃气电厂汽轮机组漏点处理对策

采用高压水枪、拉管枪、加药泵、焊枪、胶球、钢板、焊条、材料等首先对水侧管道进行清洗，做好4点工作。第一是封堵凝汽器水侧进出口管道位置；第二是结合水侧排空管道位置进行注水处理，专门加入各种化学试剂并长期浸泡超过72小时，防水后再进行旋转拉管处理，采用拉管工艺对热管进行处理，处理过程中确保换热管表面附着污泥水沟被全部清理干净，保证处理过程中污泥水沟被彻底清理干净，保证在清理过程中遇到金属光泽为最佳，在空门并对收球网进行全面检查；最后，要选择在拉管结束后采用胶球配合高压水枪对所有换热管进行洁净疏通，检查胶球装置处理到位。在拆除胶球装置过程中必须对所有管道与阀门进行彻底清洗检查，保证胶球装置进出口管道检查到位且不会做改造处理。根据工期实践范围，有必要对收球网进行改造，彻底解决漏球问题。

3.4 某燃气电厂循环水系统处理对策

某燃气电厂在针对循环水系统进行检查处理过程中应该首先对机力塔塔池进行检查，借助循环水泵泵房进行前池防水，然后进行循环水系统清理。在抽检机力塔配水系统喷头过程中，需要检查其胶球部分是否出现堵塞，根据堵塞状况适当扩大对循环水系统的检查范围。

3.5 某燃气电厂循环水系统低压缸前后轴封检查处理对策

要首先拆除低压缸的前后轴封，根据实测间隙进行有效调整。在经过一系列改造处理后，再观察汽轮机组的真空严密性有所改善，试验结果从原来的580Pa/mmin下降到现在的220Pa/min，已经符合机组设备密封性优化标准，而且企业的电力生产水平也已经有所改善[2]。

4 燃气电厂汽轮机真空密封性优化的相关建议

一般来说，燃气电厂汽轮机组的真空密封性问题多出现在真空系统，它的异常导致真空泵效果较差。这主要是因为真空泵的真空度降低会导致系统内氧气越来越多，如此造成压力逐渐损失，而漏点部分则造成系统损耗严重增加，影响经济成本调整。为了解决上述问题，保证及时发现漏点并维修处理，需要提出以下几点有关汽轮机组的真空密封性优化措施。

做好系统泄漏检查。要首先做好系统泄漏检查工作，需要基于泄漏问题进行优化处理，保证汽轮机组真空系统泄漏检查到位。客观讲该检查是极为复杂的工程，其所采用的检查方法与具体实施方案涉及较大工程量，因此在停机检修过程中需要结合真空度泄漏这一关键问题进行进一步详细检查，制定完整的操作预案，及时检查漏点问题，例如对管线阀门以及焊接接头位置进行检查，最后及时上报检查结果，第一时间维修整改。在该过程中可考虑采用水封门阀门，该阀门对于真空度有效控制是具有一定优势的[3]。

冷却面清洗。冷却面是容易结垢的，而结垢也是影响传热的最主要因素，必须对冷却面进行定期清洗，确保合理保证、控制传热效果与质量。通常情况下可采用干洗法配合酸洗法进行双重清洗。清洗过程中还要判断结垢传热数据，如果传热数据变化幅度较大，则可尽早在结垢初期就进行干洗处理[4]。

经济调度循环水泵冷却水量。要改变冷却水量与吸热量，伴随水量的增加，真空效果逐步提高，冷却水量必然会增加，此时要适当调整吸热量。具体来讲还需要结合实际情况作出合理化方案优化选择与处理，例如可根据季节与汽轮机组的实际功率变化对水泵冷却水量进行有效调整，保证汽轮机组中的凝汽量有效减少，确保凝汽器能够做到合理真空化处理，同时提出一套真空优化方案，主要通过循环水泵提升抽气来降低凝汽器中可能存在的大量热负荷，同时保证真空系统冷却方式与严密性到位[5]。