汽輪機組真空系統泄漏原因分析
真空系統的嚴密性下降將導致汽輪機排汽溫度上升,增加冷源熱損失,并使得有效焓降減少,循環(huán)效率下降,甚至影響機組的出力.另一方面,空氣進(jìn)入凝汽器會(huì )導致凝結水含氧量不合格,腐蝕鍋爐、汽輪機設備.因此,對真空系統嚴密性的要求非常嚴格.國家電力行業(yè)標準規定,大型汽輪機組真空嚴密性試驗結果應不大于0.4Kpa/min.徐州發(fā)電廠(chǎng)目前的四臺N137-135/550/550 型和四臺N 220-130/535/535 型機組,自1976 年陸續投產(chǎn)以來(lái),在生產(chǎn)中發(fā)現隨著(zhù)機組運行時(shí)間的增加,220MW 機組真空嚴密性普遍不如137.5MW 機組,并多次出現超標現象,直接影響了機組運行的安全性和經(jīng)濟性.本文結合現場(chǎng)維修情況,分析了汽輪機真空系統漏空的原因,并提出了提高機組嚴密性的措施.
機組真空嚴密性的調查
2003年及2004年1、2月份徐州發(fā)電廠(chǎng)5～8號機組真空嚴密性的檢測結果見(jiàn)表1:
表1 #5 ～ 8 機真空嚴密性試驗統計表(單位:kPa/min)
標注“3 ”表示真空嚴密性試驗結果超標,標準為不超過(guò)0.4KPa/min.
由表1 可以看出,5～8號機真空嚴密性一直較差,尤其在寒冷季節,真空嚴密性普遍超標.6、7、8、9四個(gè)月份天氣炎熱,機組真空低,四臺機真空嚴密性雖合格,但接近標準上限.經(jīng)驗表明,機組真空系統出現漏空的可能性較大,且以往多次真空嚴密性差均由真空系統漏空造成,因此解決真空系統的漏空問(wèn)題是解決真空嚴密性的主要任務(wù)。
真空系統漏空的檢測及問(wèn)題分析
真空系統傳統的查漏方法是通過(guò)觀(guān)察蠟燭火焰搖曳情況,來(lái)確定漏氣位置.另外還可用肥皂液涂抹在所有可疑點(diǎn)上,根據肥皂水泡沫是否被吸入來(lái)判斷是否漏氣.這兩種方法只能用來(lái)確定大量漏氣的地點(diǎn),無(wú)法確定較小的漏空位置.此外,使用火燭查漏時(shí),還會(huì )威脅到氫冷發(fā)電機組的安全.應用氦質(zhì)譜檢漏儀進(jìn)行汽輪機組真空系統的檢漏具有快速、準確、重復性好、穩定性強、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn),且可在機組運行狀態(tài)下快速、準確地捕捉到漏點(diǎn),與傳統的檢漏手段相比具有明顯的先進(jìn)性,是目前汽輪機真空系統查漏最先進(jìn)的方法.為了及時(shí)準確的監測到漏點(diǎn),我廠(chǎng)利用氦質(zhì)譜檢漏儀對嚴密性較差的5#機組進(jìn)行檢測,結果如表2所示:
表2 #5機組大修前氦氣檢漏統計表
負荷:217.8MW 真空:-98.5 KPa 低壓軸封汽壓力:0.03 MPa 2004年2月5日
結合氦氣檢漏記錄,在排除客觀(guān)因素外,對汽輪機真空系統漏空的因素歸結如下:
(1) 低壓防爆門(mén)的泄漏1 低壓防爆門(mén)靠壓緊圈與門(mén)座之間石棉墊來(lái)密封(見(jiàn)圖1(a)).機組數次開(kāi)停機后,石棉墊彈性消失,因此極容易從螺栓孔和壓緊圈內側漏空.
圖1 改造前、后的防爆門(mén)結構對比
(2) 低壓汽封徑向間隙偏大1試驗中發(fā)現,當低壓軸封供汽壓力在正常值時(shí),真空嚴密性較差,但當低壓軸封供汽壓力提高到一定數值時(shí),真空系統嚴密性可達到0.4Kpa/min.這說(shuō)明低壓側汽封在機組正常運行時(shí)大量漏空,引起漏空的主要原因是汽封間隙過(guò)大和間隙分配不合理.
(3) 汽缸嚴密性能差1我廠(chǎng)的低壓缸和排汽缸設計成分段式1這種結構雖然便于制造,但容易產(chǎn)生變形.機組隨著(zhù)運行時(shí)間的增加,低壓缸變形增大,特別是在圖2所標出的低壓缸中段與1、2號低壓缸結合部位變形最大.大修中通過(guò)測量發(fā)現,該處未緊螺栓時(shí)間隙最大為1.0mm,緊螺栓后仍存在0.30～0.40mm的間隙;
圖2 低壓缸變形部位示意圖
另外低壓進(jìn)汽處汽缸也有0.60～ 0.70mm 的脫空值,緊螺栓存在0.20～0.30mm間隙,再加上低壓缸與排汽缸結合面的水平法蘭結合面有凸凹不平的現象,且螺栓分布不合理,緊力不足,導致輕易從螺栓處漏空.此外,我廠(chǎng)低壓汽缸結合面使用的涂料是用清油、黑鉛粉、紅丹粉等按比例自制而成1這種涂料粘度小、密封效果差, 在汽缸結合面上有缺陷的部位使用時(shí)很容易產(chǎn)生泄漏.
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