1 機(jī)組簡介
上安發(fā)電廠3號機(jī)為東方汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的亞臨界、中間再熱、雙缸雙排汽、凝汽式汽輪機(jī)，機(jī)組的額定功率為300 MW，型號為N300－16．7／537／537－4型。該機(jī)真空系統(tǒng)配2臺水環(huán)式真空泵。3號機(jī)長期以來由于真空系統(tǒng)泄漏率大，真空嚴(yán)密性試驗無法進(jìn)行，即使是環(huán)境溫度較低，真空系統(tǒng)也必須開啟2臺真空泵才能維持較好的真空狀況，并且凝結(jié)水的溶氧值高達(dá)100μg／L以上，較大地影響了機(jī)組運行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。鑒于這種情況，上安發(fā)電廠委托我所對該機(jī)真空系統(tǒng)進(jìn)行氦質(zhì)譜檢漏試驗，以便能對真空系統(tǒng)進(jìn)行綜合治理，最大限度地提高機(jī)組運行的經(jīng)濟(jì)性和安全性。
2 氦質(zhì)譜檢漏原理及方法
電廠用氦質(zhì)譜進(jìn)行真空系統(tǒng)檢漏一般有兩種方法，即真空法和吸槍法。本次試驗采用真空法，所用儀器為日本真空公司生產(chǎn)的HELIOT303AS電廠專用型氦質(zhì)譜真空檢漏儀，現(xiàn)場測試時，先把真空泵前空氣管真空表閥門關(guān)閉，拆下真空表，接上檢漏儀的連接管路，開啟檢漏儀，檢漏儀經(jīng)過自檢過程，進(jìn)入檢漏的待檢狀態(tài)，將氣流方式設(shè)置為大漏氣流模式，這時分別打開測試口電磁閥和旁路電磁閥，打開真空表前手動門，控制調(diào)節(jié)閥開度，調(diào)整測試口的壓強(qiáng)在100 Pa左右，然后便可進(jìn)行漏點漏率的測試。試驗系統(tǒng)見圖1。
3 檢漏結(jié)果
我們對該機(jī)真空系統(tǒng)近300余處可疑泄漏部位進(jìn)行了測試，共發(fā)現(xiàn)漏點多達(dá)25處，其中低壓缸前后汽封、B汽動給水泵密封水回水后法蘭 B汽動給水泵入口和出口端蓋、A小汽機(jī)后汽封、B小汽機(jī)排汽蝶閥前法蘭等部位泄漏最為嚴(yán)重。該機(jī)真空系統(tǒng)主要漏點及漏率顯示如表1。
4 主要漏點分析
4．1 B汽動給水泵入口和出口端蓋
該機(jī)汽動給水泵密封水低檔回水通過水封筒引至凝汽器，測試發(fā)現(xiàn)B汽動給水泵入口端蓋、出口端蓋、密封水回水前后法蘭泄漏相當(dāng)嚴(yán)重，最大漏率顯示為4．5×10－7 Pa·m3／s。檢查發(fā)現(xiàn)密封水管回水窗水位很低，水封筒由于高度較小，水封效果差，至使密封水回水?dāng)y帶大量空氣直接進(jìn)入真空系統(tǒng)。由于泄漏面積較大，而且空氣是通過水封筒直接進(jìn)入凝汽器熱井，對凝汽器真空嚴(yán)密性和凝結(jié)水溶氧產(chǎn)生相當(dāng)大的影響。
通過調(diào)節(jié)密封水回水至水封筒前手動門的開度，使密封水回水管處于滿水狀態(tài)，有效減小了泄漏的產(chǎn)生，使機(jī)組真空狀況大為改善，真空值由－93．8 kPa提高至－96．3 kPa，使機(jī)組負(fù)荷提高約6 000 kW。密封水回水壓力調(diào)整前后機(jī)組真空變化趨勢圖見圖2。
圖2 密封水回水壓力調(diào)整前后機(jī)組真空變化趨勢圖
4．2 低壓缸前后汽封
本次試驗發(fā)現(xiàn)低壓缸前后汽封泄漏相當(dāng)嚴(yán)重，低壓缸前汽封漏率達(dá)5．7×10－6 Pa·m3／s，低壓缸后汽封漏率達(dá)1．1×10－6 Pa·m3／s，根據(jù)經(jīng)驗，真空系統(tǒng)泄漏率達(dá)到10－6Pa·m3／s數(shù)量級時，泄漏程度已達(dá)極限狀態(tài)，低壓缸前后汽封的泄漏面積又較大，僅因低壓缸前后汽封的泄漏足以使機(jī)組真空系統(tǒng)嚴(yán)密性及凝結(jié)水的溶氧值受到相當(dāng)大的影響。
通過調(diào)節(jié)3號、4號瓦汽封泄汽手動門，進(jìn)行低壓缸前后汽封泄漏的對比性試驗，調(diào)整前汽封供汽壓力達(dá)到0．08 MPa，經(jīng)調(diào)節(jié)，低壓缸前汽封處不再泄漏，低壓缸后汽封漏率減小近一個數(shù)量級，漏率顯示為5．8×10－7Pa·m3／s，泄漏仍較嚴(yán)重。
3號機(jī)低壓缸前后汽封經(jīng)調(diào)節(jié)之后，該機(jī)真空狀況及凝結(jié)水的溶氧值獲得較大的改善，真空由－94．6 kPa提高至－96 kPa，凝結(jié)水的溶氧值由171μg／L降至90μg／L。汽封泄汽調(diào)整前后，機(jī)組真空及凝結(jié)水的溶氧值變化趨勢圖見圖3、圖4。
4．3 小汽機(jī)后汽封
由于汽封供汽壓力自調(diào)門失靈，在機(jī)組運行過程中無法對小汽機(jī)汽封供汽壓力進(jìn)行自動控制。本次查漏發(fā)現(xiàn)，A、B小汽機(jī)后汽封處泄漏，尤其是A小汽機(jī)后汽封處泄漏較為嚴(yán)重，為了減小泄漏的發(fā)生，調(diào)節(jié)A、B小汽機(jī)進(jìn)汽旁路手動門，有效地消除了兩小汽機(jī)后汽封的泄漏。調(diào)整完之后對旁路門開度處加以標(biāo)記，以便能使運行人員對小汽機(jī)的泄漏加以控制。
另外，3號機(jī)小汽機(jī)的汽封泄汽原設(shè)計為直接排大氣，后考慮對環(huán)境的影響，將小汽機(jī)汽封泄汽引至軸封冷卻器，軸封冷卻器疏水排往凝汽器，軸封冷卻器疏水至凝汽器無多級水封，只有一個約2 m高的U型管，水封效果很差，軸封加熱器又無水位自動控制裝置，運行中水位較難維持，軸封冷卻器水位較低時，有較多空氣漏入真空系統(tǒng)。
4．4 B小汽機(jī)排汽蝶閥前法蘭
由于B小汽機(jī)排汽蝶閥前法蘭直徑大，此部位的泄漏對機(jī)組真空嚴(yán)密性也產(chǎn)生很大的影響。
5 檢漏效果
檢漏前機(jī)組真空嚴(yán)密性水平差，長期以來，真空嚴(yán)密性試驗根本無法進(jìn)行，極大地影響了機(jī)組的真空狀況，乃至機(jī)組運行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。經(jīng)過檢漏并對檢測到的漏點進(jìn)行處理，機(jī)組的真空系統(tǒng)嚴(yán)密性水平有了很大的改善。
漏點處理后，該廠對3號機(jī)進(jìn)行了真空嚴(yán)密性試驗，為避免油中進(jìn)水，試驗過程中汽封供汽壓力未做任何調(diào)整。試驗結(jié)果見表2。
檢漏前，該機(jī)組真空系統(tǒng)嚴(yán)密性試驗無法進(jìn)行，經(jīng)過檢漏及堵漏，真空系統(tǒng)的嚴(yán)密性水平有了很大的提高。
將密封水回水不經(jīng)過凝汽器直接導(dǎo)至地溝，凝結(jié)水溶氧值由100μg／L以上降至80μg／L。同時對密封水回水、低壓缸前后汽封及小汽機(jī)后汽封進(jìn)行調(diào)整，凝結(jié)水溶氧值達(dá)到了20μg／L。
6 結(jié)論
上安發(fā)電廠3號機(jī)通過進(jìn)行氦質(zhì)譜檢漏及對漏點進(jìn)行處理，機(jī)組的真空嚴(yán)密性水平有了較大改善，檢漏前真空系統(tǒng)必須2臺真空泵同時運行真空才能維持，檢漏后，真空系統(tǒng)只需1臺真空泵運行便能維持較高的真空值。由于低壓缸前后汽封和A小汽機(jī)后汽封泄漏相當(dāng)嚴(yán)重，漏點暫時無法進(jìn)行處理，機(jī)組的真空嚴(yán)密性還沒有達(dá)到較為優(yōu)秀的水平。為了更好地提高機(jī)組的真空嚴(yán)密性并降低凝結(jié)水的溶氧值，建議：
a）小汽機(jī)及低壓缸汽封泄汽管疏水因無自動疏水器，機(jī)組在正常運行時，疏水管疏水門應(yīng)保持一定的開度，以保證汽封泄汽管的暢通；
b）機(jī)組在運行時一定要加強(qiáng)對軸封加熱器水位的控制，并利用機(jī)組小修機(jī)會加裝水位自動控制裝置；
c）汽動給水泵或電泵在運行時一定要保持低檔回水管處于滿水狀態(tài)，以最大限度地減小機(jī)組的泄漏；
d）利用機(jī)組大小修的機(jī)會對低壓缸后汽封間隙進(jìn)行調(diào)整，在保證安全的前提下，最大限度地減小汽封處的泄漏。
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