大型直接空冷机组真空系统查漏方法

何庆龙

（通辽霍林河坑口发电有限责任公司，内蒙古霍林郭勒 029200）

直接空冷机组是近几年我国针对北方地区丰煤少水的特点逐渐引进和开发建设的新型机组。随着国内外电力行业生产制造技术水平的大幅提高，空冷机组的容量也在不断加大。目前机组容量已达1 000 MW以上，机组型式也由亚临界发展到了超临界。

随着空冷机组容量的增大，一些问题逐渐显现（例如，冷端散热装置体积随之增大，真空系统漏入空气的可能性大大增加）。空冷真空容积比湿冷机组大5～6倍，不凝结气体量增大，使排气压力和温度升高，机组经济性降低。根据道尔顿定律，漏入空气分压力增大、凝结水含氧量增加加重了除氧器负担，影响了机组安全运行［1］。另外，真空系统内存有空气，低压缸排气不凝结，会形成气阻，降低空冷散热片的传热系数，造成真空下降。目前，新投产运营的机组普遍存在着真空值低和真空严密性指标差的问题，主要原因为空冷机组真空系统存在较多泄漏点［2］。多数空冷机组真空值年平均值低于设计值1～3 kPa，一般汽轮机真空值每降低1 kPa，发电机功率增加1.5～2.5 MW［3］，汽轮机热耗值降低4‰～5‰［4］，供电标准煤耗降低约2.85 g/kWh［5］（600 MW亚临界设计背压满发负荷条件下），由此可见，真空值的高低对机组的经济运行影响非常大。

为了保证机组有较高的真空值，且处于经济运行状态，需要对机组真空系统进行查漏、堵漏，以尽可能减少真空系统漏入的空气量。

1 直接空冷机组真空系统特点

a．散热系统安装位置高，难以使用传统的灌水查漏方式。以霍林河坑口发电有限责任公司600 MW直接空冷机组为例，空冷散热装置安装在了距地面45 m高的空冷平台上，1台机组对应的空冷平台平面尺寸约为90.0 m×99.64 m（长×宽），该平台下有16根D4.2 m的钢筋混凝土柱支撑，2台机组空冷平台平面尺寸为181.50 m×99.64 m （长×宽），单台机组空冷散热面积约为165万m2。如此巨大的散热装置，无法采取像湿冷机组那样进行灌水查找泄漏点的方式（原因是水位达不到45 m高且空冷排汽管道无法设计灌水的承重载荷）。

b．空冷散热系统庞大，受温度影响较大，易漏气。空冷散热系统在较大温差（可达66℃）作用下，热胀冷缩现象非常明显。在膨胀压应力和冷缩拉应力的作用下，与真空系统相连接的管道焊缝易开裂，造成空气漏入，降低了真空值。处于隐蔽位置的泄漏点难以发现，无法及时封堵处理，会对真空值造成影响。

2 普通真空系统查漏方法的局限性

处理泄漏点重要的是发现泄漏点并及时对泄漏点进行封堵。目前空冷机组真空系统常规查漏方式一般是采用超声查漏仪（声纳技术）和氦质谱检漏仪进行，存在一定的局限。超声查漏仪虽然体积小、重量轻、使用方便、对正压泄漏点较敏感、泄漏点易被定位，但对向内的泄漏点（向内部泄漏）不敏感，易受现场辅机运行噪声的影响，准确定位泄漏点比较难;氦质谱检漏仪体积大、笨重，使用时需多人配合，查找泄漏点费时费力，实用性较差。

3 真空系统正压密闭充压查漏法

3.1 正压密闭充压查漏法原理

机组冷态时，关闭通向真空系统的阀门，机组真空系统模拟运行状态，形成封闭的真空腔室，然后不断地向腔室内充压缩空气，并保持适当的空气充压压力，防止真空膜片破坏。当充入的空气压力高于外界大气压力时（正压），会从真空腔室封闭不严的地方漏气，并随着充入空气压力的升高，漏出的空气在泄漏缝隙处激荡外面的空气，形成激流而发出声音，然后再通过使用超声查漏仪，利用其灵敏的特性迅速找到泄漏点。

3.2 正压密闭充压查漏法的特点

利用机组热力系统，通过关闭调速汽阀、冷段逆止阀、抽气阀等可能通向大气的阀门，阻断通往大气的系统，形成封闭的真空腔室。

此种查漏方法简单、全面、易实现，基本没有“真空”死区，能够对机组真空系统泄漏点起到“普查”的作用，但对实施条件有一定的约束性。

3.3 正压密闭充压查漏法的使用条件

a．机组处于冷态且静止状态。此时充入真空系统的空气对汽轮机的汽缸无变形影响，易于模拟真空系统腔室。一般安排在检修后期，机组冷态启动前进行。

b．通向真空系统的阀门关闭严密。防止过大的泄漏量使充入的空气产生大于外界大气的压力，产生“激流”现象。

c．充入真空腔室的空气压力不要超过0.03 MPa。过高的压力会破坏汽缸顶部的大气安全阀，一般事前将大气安全阀薄膜拆除保存，使用石棉板或橡胶临时替代，查漏结束后恢复。监视的压力表安装在排汽装置附近，使用标准压力表，便于精确读数和控制充压数值。

4 正压密闭充压查漏前措施

4.1 建立真空系统查漏组织

组织负责人、查漏人员、充空气控制压力人员在负责人的统一组织协调下有序工作，确保顺利形成真空腔室，检查比较全面，泄漏点得到明显标识和处理。

4.2 正压密闭充压真空腔室形成措施

a．运行人员采取的隔离措施［5］。

关闭汽轮机高中压缸进汽阀门（如主汽阀调速汽阀及疏水阀等）;关闭冷再热系统阀门（如冷段逆止阀及疏水阀等）;关闭汽缸抽汽系统（如1～7段抽汽阀门及疏水系统）;关闭排汽装置补水阀门、减温水阀门及其它与之相连接的疏水阀等;关闭抽真空系统阀门等去往汽轮机真空系统的各系统阀门。

b．检修人员采取的隔离措施。

制作专用的卡具将高中压缸、低压A/B缸的前后轴封进行静态封闭;低压缸排大气安全阀膜片更换成橡胶或石棉板;引厂用气源至抽真空母管，中间装设控制甲乙阀门，即充压控制阀门;排汽装置附近安装标准压力表（0～0.1 MPa）。

5 正压密闭充压查漏过程要点

a．严格控制充气压力不超过0.03 MPa。确认各系统阀门关闭、真空腔形成，查漏负责人统一下令进行充压工作。打开充压甲乙阀门，压缩空气即可进入真空系统，随时检查并控制阀门使充气压力不超过0.03 MPa。若长时间无法达到0.03 MPa正压，通知查漏人员，在充压过程中采用超声仪表对真空系统的法兰、焊缝、活结头、盘根室等各个可能引起泄漏的部位进行仔细查找，每找到一处都要做标记，查找压力达不到0.03 MPa的原因。“普查”后停止充气，处理泄漏点，根据机组停运时间的长短，决定是否重新查找泄漏点，可多次进行查漏工作。最后，拆除汽缸轴封密封卡具，恢复至正常状态。

b．查找漏点时需耐心和责任心。即使空气压力达不到0.03 MPa，也可在充压过程中通过超声查漏仪找到泄漏点，实现查漏的目的。因此，需要通过合理组织，在真空腔室分区安排有责任心和工作耐心的人，不可遗漏真空查漏区。汽轮机为静止状态，超声查漏仪受辅机噪声影响最小，即便是轻微的泄漏点也能被超声查漏仪查找出来，效果较好。一般充压和查漏时间为48 h。

霍林河坑口发电有限责任公司分别于2009年8月在2号机组A级检修后期、2010年7月在1号机组C级检修后期、2013年7月2号机组B级检修后期采用了以上方法查漏，取得了良好效果，低压缸结合面、法兰螺栓、接管座焊缝等一些细微泄漏区都被成功地查找出来，并得到处理。

6 建议重点查找泄漏点的位置

重点检查位置为:汽轮机A低压缸2个大气安全门、汽轮机A低压缸人孔门4个法兰、汽轮机A低压缸喷水管各法兰、汽轮机A低压缸排气装置汽侧人孔门法兰、汽轮机B低压缸2个大气安全门、汽轮机B低压缸人孔门4个法兰、汽轮机B低压缸喷水管各法兰、汽轮机B低压缸排气装置汽侧人孔门法兰、各低加、抽汽管道疏水与疏扩连接的焊口、7A/B低加壳体与排汽装置喉部连接处的焊口、排汽装置喉部膨胀节、A、B疏扩喷水门法兰、1号、2号、3号高加危急疏水气动门后截门、5号、6号、7号低加危急疏水气动门及后截门、凝结水泵入口门及入口滤网、凝结水泵抽真空手动门、真空泵入口门及法兰、0 m抽真空管道焊口、A排凝结水抽真空门、B排凝结水抽真空门、补水抽真空门、排汽装置放水门、A排汽装置排汽管道膨胀节、B排汽装置排汽管道膨胀节、A排汽装置排汽管道排污门及管道、B排汽装置排汽管道排污门及管道、排汽装置6.9 m焊口、排汽装置0 m焊口、排汽装置排污泵坑焊口、排汽管道及相连的各表门、活接、与排汽装置相连的各表门、活接、除氧器事故放水门后法兰、真空破坏门注水门、各列逆流散热器管束、顺流散热器管束、空冷凝结水系统管道、阀门焊口法兰、空冷抽真空系统管道、阀门焊口法兰、空冷配汽管道、空冷排汽管道焊口法兰、排气管道防爆阀（每台机组4个）、空冷1～8列管束、进汽母管、凝结水管道、抽真空系统管道、阀门、焊口法兰、人口门［6］。

受国家能源政策的影响和企业节能降耗的需要，如何提高机组真空值、保证机组处于经济运行状态是技术人员研究的重点。正压密闭充压查漏法的成功应用，为空冷机组真空系统查漏提供了一种新的方法，值得大力推广。

［1］陆勇，陈玉．全国空冷机组技术交流研讨会论文集［C］．北京:中国电力企业联合会，2009．

［2］胡乃进．机组真空降低的原因分析及处理［J］．东北电力技术，2011，32（10）:27－28．

［3］薛永峰，邓楠．国产600 MW空冷机组煤耗诊断分析［J］．东北电力技术，2009，30（5）:1－4．

［4］李军．600 MW汽轮机主要问题分析及节能措施［J］．东北电力技术，2008，29（4）:21－24．

［5］曾强，王智刚．自然风及空冷岛高度对直接空冷机组的影响［J］．东北电力技术，2011，32（7）:33－36．

［6］诸德海．200 MW汽轮机真空系统泄漏原因及处理［J］．东北电力技术，2002，23（6）:21－22．