汽轮机组真空系统泄漏原因分析
真空系统的严密性下降将导致汽轮机排汽温度上升,增加冷源热损失,并使得有效焓降减少,循环效率下降,甚至影响机组的出力.另一方面,空气进入凝汽器会导致凝结水含氧量不合格,腐蚀锅炉、汽轮机设备.因此,对真空系统严密性的要求非常严格.国家电力行业标准规定,大型汽轮机组真空严密性试验结果应不大于0.4Kpa/min.徐州发电厂目前的四台N137-135/550/550 型和四台N 220-130/535/535 型机组,自1976 年陆续投产以来,在生产中发现随着机组运行时间的增加,220MW 机组真空严密性普遍不如137.5MW 机组,并多次出现超标现象,直接影响了机组运行的安全性和经济性.本文结合现场维修情况,分析了汽轮机真空系统漏空的原因,并提出了提高机组严密性的措施.
机组真空严密性的调查
2003年及2004年1、2月份徐州发电厂5～8号机组真空严密性的检测结果见表1:
表1 #5 ～ 8 机真空严密性试验统计表(单位:kPa/min)
标注“3 ”表示真空严密性试验结果超标,标准为不超过0.4KPa/min.
由表1 可以看出,5～8号机真空严密性一直较差,尤其在寒冷季节,真空严密性普遍超标.6、7、8、9四个月份天气炎热,机组真空低,四台机真空严密性虽合格,但接近标准上限.经验表明,机组真空系统出现漏空的可能性较大,且以往多次真空严密性差均由真空系统漏空造成,因此解决真空系统的漏空问题是解决真空严密性的主要任务。
真空系统漏空的检测及问题分析
真空系统传统的查漏方法是通过观察蜡烛火焰摇曳情况,来确定漏气位置.另外还可用肥皂液涂抹在所有可疑点上,根据肥皂水泡沫是否被吸入来判断是否漏气.这两种方法只能用来确定大量漏气的地点,无法确定较小的漏空位置.此外,使用火烛查漏时,还会威胁到氢冷发电机组的安全.应用氦质谱检漏仪进行汽轮机组真空系统的检漏具有快速、准确、重复性好、稳定性强、灵敏度高等优点,且可在机组运行状态下快速、准确地捕捉到漏点,与传统的检漏手段相比具有明显的先进性,是目前汽轮机真空系统查漏最先进的方法.为了及时准确的监测到漏点,我厂利用氦质谱检漏仪对严密性较差的5#机组进行检测,结果如表2所示:
表2 #5机组大修前氦气检漏统计表
负荷:217.8MW 真空:-98.5 KPa 低压轴封汽压力:0.03 MPa 2004年2月5日
结合氦气检漏记录,在排除客观因素外,对汽轮机真空系统漏空的因素归结如下:
(1) 低压防爆门的泄漏1 低压防爆门靠压紧圈与门座之间石棉垫来密封(见图1(a)).机组数次开停机后,石棉垫弹性消失,因此极容易从螺栓孔和压紧圈内侧漏空.
图1 改造前、后的防爆门结构对比
(2) 低压汽封径向间隙偏大1试验中发现,当低压轴封供汽压力在正常值时,真空严密性较差,但当低压轴封供汽压力提高到一定数值时,真空系统严密性可达到0.4Kpa/min.这说明低压侧汽封在机组正常运行时大量漏空,引起漏空的主要原因是汽封间隙过大和间隙分配不合理.
(3) 汽缸严密性能差1我厂的低压缸和排汽缸设计成分段式1这种结构虽然便于制造,但容易产生变形.机组随着运行时间的增加,低压缸变形增大,特别是在图2所标出的低压缸中段与1、2号低压缸结合部位变形最大.大修中通过测量发现,该处未紧螺栓时间隙最大为1.0mm,紧螺栓后仍存在0.30～0.40mm的间隙;
图2 低压缸变形部位示意图
另外低压进汽处汽缸也有0.60～ 0.70mm 的脱空值,紧螺栓存在0.20～0.30mm间隙,再加上低压缸与排汽缸结合面的水平法兰结合面有凸凹不平的现象,且螺栓分布不合理,紧力不足,导致轻易从螺栓处漏空.此外,我厂低压汽缸结合面使用的涂料是用清油、黑铅粉、红丹粉等按比例自制而成1这种涂料粘度小、密封效果差, 在汽缸结合面上有缺陷的部位使用时很容易产生泄漏.
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