大型直接空冷机组真空系统查漏新方法

【摘要】

直接空冷机组的真空系统严密性指标一直被发电企业高度重视，采取何种措施和手段来提高机组真空严密性指标，则是每个发电企业和专家一直探讨不断的问题。在空冷机组真空系统常规查漏的基础上，提出一种新的真空系统查漏方法――正压密闭充压查漏法，已在调兵山发电公司2号机组得到成功应用。

【关键词】

空冷；真空系统；查漏新方法

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。目前机组容量达到了1000MW以上规模，机组型式也从亚临界发展到了超临界。

虽然空冷机组的容量越来越大，但其问题也在逐渐显现，其中主要问题之一就是：随着空冷机组容量的增大，冷端散热装置体积也随之增大，真空系统漏入空气的可能性也大大增加。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，为了保证机组有较高的真空值，使机组经常处于经济运行状态，就要对机组真空系统进行查漏堵漏工作。

1直接空冷机组真空系统特点

1.1 散热系统安装位置高，难以使用传统的灌水查漏方式

以辽宁调兵山煤矸石发电有限责任公司300MW直接空冷机组为例，空冷散热装置被安装在了距地面45米高的空冷平台上，一台机组对应的空冷平台平面尺寸约为90.0m×99.64m（长×宽），该平台下共有Ф4.2m的16根钢筋混凝土柱支撑，两台机空冷平台平面尺寸为181.50m×99.64m（长×宽）。单台机组空冷散热面积约为165万平方米。如此巨大的散热装置，若想采取像湿冷机组那样进行灌水查找漏泄点的方式显然是不可能的。

1.2 空冷散热系统庞大，受温度影响较大，容易发生漏空气现象

事实证明，巨大的空冷散热系统在较大温差（可达到66℃）的作用下，热胀冷缩现象的非常明显。在这种膨胀压应力和冷缩拉应力的作用下，与真空系统相连接管道焊缝非常容易开裂，造成漏入空气降低真空值的现象非常常见。处于明显部位的漏点很容易被找到，但有些漏泄点处于隐蔽位置时非常难以发现，不能得到及时封堵处理，就会对真空值造成影响。

目前，对于空冷机组的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查找漏泄点，但这两种查漏方法都有一定的局限性。超声查漏仪虽然体积小、重量轻，使用方便，但其对正压漏泄点比较敏感，漏泄点容易被定位。对向内的漏泄点（向内部漏泄）不敏感，尤其是受到现场辅机运行噪声的影响下，准确定位漏泄点比较难；氦质谱检漏仪体积大、笨重，使用时需要多人配合，查找漏泄点是费时费力，因而使用不方便实用性较差。

2真空系统正压密闭充压查漏法

2.1 正压密闭充压查漏法的原理

在机组冷态时，通过关闭通向真空系统的阀门等，将机组真空系统模拟运行状态而形成封闭的真空腔室，然后不断地向腔室内充压缩空气，并注意保持合适的空气充压压力，防止破坏真空膜片。当充入的空气在真空系统腔室建立高于外界大气压力时（正压），就会从真空腔室封闭不严的地方出来，随着充入空气压力的提高，漏出的空气就会在漏泄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捕获漏泄点。

2.2正压密闭充压查漏法的特点

这种查漏的方法简单。比较容易实现，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，即可形成封闭的真空腔室。

这种查漏方法查漏全面。基本没有“真空”死区，能够对机组真空系统漏泄点起到“普查”的作用。

2.3 正压密闭充压查漏法使用的条件

（1）机组必须处于冷态且静止状态，处于运行状态时无法使用。机组处于静止状态时，充入真空系统的空气对汽轮机汽缸没有变形影响。另外，对模拟真空系统腔室的形成相对容易。一般可安排在检修后期，机组冷态启动前进行充压查漏。

（2）通向真空系统的阀门关闭要严密。主要是防止过大的漏泄量不会使充入的空气产生大于外界大气的压力，从而就不会产生“激流”现象，也就无法发现漏泄点。

（3）严格监视充入真空腔室的空气压力不要超过0.03MPa。防止过高的压力会破坏掉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。

3正压密闭充压查漏前的措施

3.1 建立真空系统查漏组织

建立组织机构，一般有组织负责人，查漏人员，充空气控制压力人员，在负责人统一组织协调下工作人员分工有序工作，要做到确保真空腔室得到了形成，并进行了全面检查，发现的漏泄点得到了明显标识和处理。

3.2 正压密闭充压真空腔室形成措施

根据机组型式不同，实施的措施可能有所不同，其主要目的是在停机状态下将真空系统，通过关闭阀门而形成封闭的腔室，然后，将压缩空气充入其中。现以调兵山发电公司300MW机组为例介绍充压真空腔室形成措施，主要从以下方面进行：

3.2.1 运行人员采取的隔离措施

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段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。

3.2.2 检修人员采取的隔离措施

制作专用的卡具将高中压缸前后轴封、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替用；接引厂用气源到抽真空母管，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（00.1MPa）。

4正压密闭充压查漏过程要点

4.1 严格控制充气压力不超过0.03MPa

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，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0.03MPa。如果长时间不能建立起0.03MPa的正压的话，那么通知查漏人员，在充压的过程中可采用超声仪表对真空系统的法兰、焊缝、活结头、盘根室等各个能引起漏泄的部位进行仔细的查找，找到一处就要做好标记，然后再找其它漏泄点，“普查”后可停止充气进行处理漏泄点，并可根据机组停运时间长短，决定是否重新查找漏泄点，可一次，也可多次进行查漏工作。可同时查找维持不了0.03MPa压力的原因。“普查”停止后，可拆除汽缸轴封密封卡具，恢复所有措施到正常状态。

4.2查找漏点时需要耐心和责任心

即使是有时充空气压力不能达到0.03MPa，也能在充压过程中通过超声查漏仪捕捉到漏泄点，也能够实现查漏的目的。因此，需要通过合理的组织，将真空腔室分区安排有责任心和工作耐心的人负责，不能遗漏真空查漏区。因为是汽轮机为静止状态，超声查漏仪受辅机噪声影响最小，即便是轻微的漏泄点也能够被超声查漏仪查找出来，效果较好。一般充压和查漏时间在48小时左右，即可完成。

调兵山发电公司于2012年8月在2号机组C级检修后期，2012年11月在1号机组C级检修后期，分别采用了以上方法，取得了非常好的效果，低压缸结合面、法兰螺栓松动、接管座焊缝等一些细微的漏泄都被成功地查找了出来，并得到了处理。

5结束语

受国家能源政策要求影响和企业节能降耗管理的需要，如何提高机组真空值，保证机组经常处于经济状态运行，一直是火电行业工程技术人员寻找和突破的问题，尤其是近年投产运行的大型空冷机组，由于机组供电煤耗经济指标受真空值的影响巨大，因此提高空冷机组真空值成为企业管理者共同的目标。而正压密闭充压查漏法的发明，无疑给空冷机组真空系统查漏补充了一种新的手段，希望能够给电力行业专家和工程技术人员提供一种新借鉴。