漫谈火电机组真空系统查漏

张志勇张武志沈阳

华电电力科学研究院中南分院430061

摘要：本文介绍了系统真空对于火电机组运行过程中的重要性，清楚的说明了真空形成的原理，随之对当前防止真空系统泄漏的预防措施和特点做以说明，主要对当前所现有查漏方法的优缺点做以说明，希望通过对现有方法的优缺点的比较，对行业人员有所指导。

关键词：真空查漏；真空系统；预防措施；优缺点

前言：火力发电厂为了保证整个发电过程的稳定性以及企业运行的经济性，通常在机组的发电过程中，汽轮机的真空系统往往都会在真空状态。如果其真空系统出现漏洞，进入真空系统的不凝结气体量超过排出系统的不凝结气体的量时，汽轮机的真空就遭到破坏，不光会影响机组的运行安全，也会使汽轮机低压缸排汽压力升高，单位流量的热蒸汽所做的功也会有所降低，供电热耗增加，这样也使得燃煤量增加。

另外，当凝汽器内漏入的空气时，就会使得凝汽器对低压缸所排的汽冷却效果有所降低，从而也会使得抽气器或真空泵的出力有所增加，根据相关的流体力学定律可以得到，漏入的空气会大量溶入凝结水，最终使得凝结水中的氧量超过标准要求，低压区的设备也会受到凝结水的溶解氧腐蚀，从而对设备造成破坏。

1.汽轮机的真空形成原理：

对于火电厂的发电机组，确保其一定的真空度是非常的重要，作为火力发电厂真空系统的一个重要的组成部分，凝汽器不仅起到补充盐水、收集各个疏水、保证热力循环正常运行等重要作用，在此过程中，该部分还对于维持系统真空度提高发电机组的循环热效率有着非常重要的作用。

在不同的工况下，凝汽器的真空形成也有着非常大的差异。发电机组在启动的过程中，通常会采用抽气器或真空泵抽吸里面所包含的空气，从而使得凝汽器内达到一定真空度；在机组设备运行后，由于凝汽器内循环冷却水的冷却作用，汽轮机低压缸排汽在凝汽器内快速冷却凝结，体积会发生急剧降低，在凝汽器的内部，会形成一个高真空状态，抽气器或真空泵则将不凝结气体抽出排至大气，在保证一定真空度的同时，也使得凝结水中的氧气浓度得到有效的降低。

2.保证系统真空度措施：

当轴的密封系统在设备的运行过程中出现异常状况时、凝汽器换热效率较低、机组的负荷有所变动时、真空系统出现漏点、抽气器或真空泵出力降低等都会影响真空系统真空度。在火电机组运行过程中，所以就非常有必要掌握并且能够采取措施确保真空系统的真空程度，最终减少或者避免因为设备运行不稳定而对发电厂造成一定的损失。

因此，相关设备维护人员就应该加强对轴封系统巡检，从而保证轴封系统的水封能够稳定的运行；以及加热器水位能够处于正常的状态；使得发电机组在运行过程中，轴封的间隙处于合理的状态。

在此过程中，确保凝汽器的换热管道布置能够科学合理，并能够保证该设备的清洁程度；并且确保其在不同的工况下，都能够稳定；当泄漏的管道与阀门等一经发现问题时，对这类问题能够进行快速处理；保证真空泵正常运行等。当然在对真空系统管道进行设计时，也应该把管道会出现膨胀的问题考虑进去，通过合理的设计（如在容易膨胀的地方安装膨胀节），就会使得问题能够得以解决。

3.凝汽器真空系统泄漏的特点以及查漏的方法:

系统的真空度容易受到多种因素的影响，并且，真空的系统泄漏问题在机组运行过程也常常会遇到。当机组的运行年限比较长时，就使得机组出现损耗于老化的情况，这样的情况下真空系统的泄漏就非常容易出现，因此，熟悉并且掌握凝汽器的真空系统泄漏问题就显得非常的重要。

(1)凝汽器真空系统发生泄漏问题的特点:

对于凝汽器真空的泄露问题，其泄露的问题主要分为水面以上与水面以下两类情况。当泄漏点发生在水面以上时，凝汽器的真空程度以及凝结水的含氧都会伴随着负荷的变化而发生不断的变化，如果机组负荷出现增大情况时，通过水面以上泄漏点所漏入的空气量就会出现降低的状况，从而就会使得真空度而不断增高升高，水中的氧气含量也会降低，反之。

当泄漏点发生在水面以下时，相对发生在水面以上的情况，机组负荷的改变对凝汽器真空度和凝结水溶解氧的影响较小。

（2）真空系统的查漏方法：

对汽轮机真空系统进行查漏，应该对汽轮机真空系统易发生泄漏的部位有所认识和了解。首先，凝汽器及与其相连的负压系统是重点关注的对象；其次，需要考虑低压缸轴封工作的正常与否，低压缸结合面及低压缸防爆门有无泄漏；另外，轴封加热器、其余负压部位例如法兰焊接处和管道等都应该纳入考虑范围内。

当前，在大多数火力发电厂中常用的空系统查漏方法主要有以下几种：

a.通过弱信号智能查漏仪进行查漏：通过利用人工智能技术，对泄漏点发出的噪音进行提取、分析、比对、定点以达到特征识别的目的。该种查漏仪器拥有许多优点，其优越的适应能力，使得其在够在多种复杂的情况下，都能进行查漏。然而，此种技术在我国的应用还不是非常的广泛。

b.灌水方式查漏法：当发电机组处于停机并且机组在冷态的条件下，灌水查漏法就可以用于查漏。此方法通过将水灌满凝汽器至低压缸汽封洼窝处，保证正常运行时负压范围内的设备和管道充满水，从而发现泄露点。

c.充压查漏方法:此方法与灌水查漏法比较类似，灌水查漏法往凝汽器中添加的是水，而此方法是凝汽器注入正压大气，检查人员通过在设备外部涂抹肥皂水，当发生气泡时，则就能准确的发现泄露点的所在位置。

由于充压查漏方法是在设备外部涂抹肥皂水，因此，在采用此方法进行查漏时，会导致工作比较繁重以及查漏不彻底的状况，所以此方法在进行凝汽器查漏时不推荐使用。

d.超声波查漏方法:超声波查漏方法的特点是方便快捷，当真空出现泄漏时，就会产生人耳无法听到的超声波，该方法通过对由于泄漏产生的超声波进行波长倍减，使得超声波的频率有所降低，如果达到人的耳朵可以听到的范围时，凝汽器的泄露点就能及时的发现。

由于该查漏法倍减波长的对象没有针对性，在倍减泄漏产生超声波波长的同时也会倍减噪音波长，使得查漏人员在查漏过程中往往会因为噪音干扰而产生误判，故也不推荐采取此方法进行电厂查漏。

e.氦质谱查漏仪查漏方法:质谱查漏仪查漏方法是通过氦气在混合气体中有相应分压的原理，对疑似泄漏处的氦气泄漏量进行测量。与传统的检漏方法相比较，氦质谱查漏仪查漏方法有着其无法超越的优点。在使用氦质谱法进行查漏时，通常首先要将查漏仪气体收集枪放置于抽气器或真空泵后汽水分离器排气口处，同时，检查人员通过用氦气喷射枪可疑泄漏点进行喷吹，喷出去的氦气会通过泄漏点进入真空系统，内通过管道被收集枪部分收集入质谱室内，根据氦气的浓度值显示。通常泄露点之间都靠的比较近，在对其中一个疑似泄漏处进行氦气喷吹时氦气有可能经由另一疑似泄漏处进入系统，造成误判，因此，当对疑似泄漏点进行氦气喷吹时，就应该注意降低氦气流动性对判断的影响。

6.结束语：

伴随着国家不断的倡导节能减排，火力发电厂的也在不断的进行改革，加强企业节能减排的力度，对于火力发电机组的真空度情况，其对于电厂的经济发展以及保证设备的安全运行所起的作用也越来越重要，企业在预防以及防止真空系统泄漏的问题上也从未停止过，随着科技的不断发展，对于真空系统的泄露预防措施及查漏方法也会的到大大的提高，从而确保火电厂能够更稳定的运行。

参考文献：

[1]张帅，吴喜，刘朋，李相通.火电机组真空系统查漏发展现状[J].电站系统工程.2017（09）

[2]赵玉庆.火力发电厂真空查漏的重要性[J].工业技术.2016（19）