1?000?MW超超臨界機組真空系統(tǒng)綜合治理

嚴韶華

(廣東惠州平海發(fā)電廠有限公司，廣東 惠州 516363)

1?000?MW超超臨界機組真空系統(tǒng)綜合治理

嚴韶華

(廣東惠州平海發(fā)電廠有限公司，廣東 惠州 516363)

介紹了影響凝汽器真空的3個因素，從治理真空系統(tǒng)泄漏、改善凝汽器、改造真空系統(tǒng)方面闡述了提高凝汽器真空的措施，并對真空系統(tǒng)治理和改造前后的效果進行了對比，指出通過治理和改造凝汽器真空水平得到了提升。

超超臨界機組真空系統(tǒng)；凝汽器；泄漏

某電廠規(guī)劃裝機容量為6×1 000 MW，1期工程首先安裝2臺型號為N1000-26.25/600/600的超超臨界、一次中間再熱、單軸、四缸四排汽、雙背壓、八級回熱抽汽凝汽式汽輪機。機組均采用N-51500型雙背壓、雙殼體、表面型凝汽器，其殼體和水室為全焊接結(jié)構(gòu)。每臺機組設(shè)置3臺50 %容量的凝汽器汽側(cè)真空泵，機組正常運行時，2臺泵運行即可滿足抽真空的要求。

1 影響凝汽器真空的因素

(1) 真空系統(tǒng)存在泄漏，真空嚴密性差。

(2) 凝汽器和真空泵冷卻器的換熱效果差。

(3) 抽真空系統(tǒng)設(shè)計、布置不合理，輔助系統(tǒng)設(shè)備出力不足。

2 治理真空系統(tǒng)泄漏的措施

真空系統(tǒng)泄漏的臨時處理措施是增加空氣的抽出量，以減少其對真空的影響，如增開真空泵。但如果系統(tǒng)泄漏嚴重，即使啟動所有真空泵也無法使真空達到正常水平，最終的辦法是查找并消除漏點。由于汽輪機組真空系統(tǒng)較為龐大，漏點的隱蔽性較強，凡是與真空系統(tǒng)相連的負壓系統(tǒng)都有可能成為真空系統(tǒng)的漏點。因此，準確全面查找出真空系統(tǒng)的漏點，是十分重要的。

自投產(chǎn)以來，1，2號機真空系統(tǒng)的嚴密性一直較差，長期需3臺真空泵運行才能滿足要求。工作人員采用氦質(zhì)譜檢漏技術(shù)對1，2號機真空系統(tǒng)進行檢漏(2012年6月)，并采用德國軟堵漏技術(shù)處理漏點。

2.1 1號機的漏點及處理

(1) A低壓缸前、后軸封，B低壓缸前軸封存在漏點。將軸封壓力由原15 kPa調(diào)整到20 kPa，漏點消除。

(2) 高壓缸前、后軸封存在漏點。將回汽手動門由全開調(diào)整至40 %開度，漏點消除。

(3) A低壓缸前、后軸封法蘭水平中分面(電側(cè)、爐側(cè))，B低壓缸前、后軸封法蘭水平中分面(電側(cè)、爐側(cè))，A，B凝汽器低壓缸防爆門(4個)結(jié)合面存在漏點。采用德國軟堵漏技術(shù)對各結(jié)合面進行涂膠處理，漏點消除。

2.2 2號機的漏點及處理

(1) A，B低壓缸軸封套，B小機排汽管及A凝汽器熱井人孔門各結(jié)合面存在漏點。采用德國軟堵漏技術(shù)對各結(jié)合面進行涂膠處理，漏點消除。

(2) A，B低壓缸前后軸封存在漏點。將低壓缸軸封回汽手動門由全開調(diào)整至20 %開度，漏點消除。

(3) A，B小機高壓側(cè)軸封存在漏點。將高壓側(cè)軸封進汽手動門由全開調(diào)整至50 %開度，漏點消除。

(4) A小機低壓側(cè)軸封存在漏點。將低壓側(cè)軸封進汽手動門由50 %開度調(diào)整至全開，漏點消除。

(5) B小機低壓側(cè)軸封存在漏點。將低壓側(cè)軸封進汽手動門由50 %開度調(diào)整至全開，漏點消除。

3 改善凝汽器的措施

(1) 計劃檢修時，積極安排凝汽器鈦管清理和凝汽器灌水查漏工作。

(2) 保持循環(huán)水提耙機、旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)等設(shè)備正常運行，并定期對凝汽器真空、端差、過冷度等指標進行技術(shù)分析，對鈦管的臟污程度進行評估。如需對凝汽器進行清理，則應(yīng)在低負荷時采取措施對凝汽器進行半邊隔離清洗。

(3) 大、小修時對凝汽器鈦管進行高壓水沖洗。

(4) 加強對凝汽器膠球清洗裝置的運行維護管理，確保膠球清洗裝置能按規(guī)范要求正常投運。

(5) 加強對循環(huán)水加藥量多少的管控，防止海生物在凝汽器水室和鈦管內(nèi)大量生長。

(6) 嚴密監(jiān)視真空泵冷卻器的運行狀況，若有異常，要及時對冷卻器和冷卻水濾網(wǎng)進行清理。

4 改造真空系統(tǒng)的措施

4.1 雙背壓凝汽器抽真空系統(tǒng)改造

1，2號機的凝汽器是上海電站輔機廠引進西門子技術(shù)生產(chǎn)的雙背壓凝汽器，高、低壓凝汽器采用串聯(lián)式抽真空管路布置方式(見圖1)。這種布置方式導致低壓側(cè)凝汽器內(nèi)空氣抽出時受阻，從而導致該側(cè)低壓缸排汽壓力不合理地升高，高、低壓側(cè)凝汽器平均背壓差僅為0.2 kPa，達不到雙背壓的要求(0.8～1.0 kPa)，大大增加了機組的冷源損失。因此，需要對凝汽器抽真空系統(tǒng)進行改造。

圖1 抽真空系統(tǒng)改造前的系統(tǒng)流程

為實現(xiàn)機組的雙背壓功能，降低平均背壓，提高機組的經(jīng)濟性，工作人員對抽真空管路進行了改造。由原來的串聯(lián)方式連接改為并聯(lián)方式連接，即從高、低壓凝汽器內(nèi)各接出2根抽空氣管路，分別匯合成同1根母管后進入真空泵組；在真空泵抽氣母管處加裝2只氣動真空蝶閥作為3臺真空泵的隔離閥，以實現(xiàn)單泵分別對高、低壓凝汽器抽真空，另1泵作為備用(見圖2)。采用這種分列、并聯(lián)方式后，高、低壓凝汽器之間的抽空氣管路連接被切斷，可實現(xiàn)高、低壓凝汽器抽空氣管路的單獨抽吸，使高、低壓凝汽器內(nèi)積聚空氣都能被順暢抽出，從而確保2只凝汽器在任何變工況條件下都處于正常的運行狀態(tài)。另外，通過2只氣動隔離閥的切換操作，可實現(xiàn)真空泵組2運1備、1運2備等多種運行方式。

圖2 抽真空系統(tǒng)改造后的系統(tǒng)流程

4.2 真空泵入口管路加裝排水管改造

因低壓側(cè)凝汽器抽真空管路沒有按規(guī)范要求進行安裝，管路安裝成U形管。由于管路成U形布置，造成底部管路容易積水且積水無法正常排出。當積水較多時將阻礙空氣的抽出，會引起真空泵出力減小、電流增加，并伴有異音、凝汽器真空降低等故障。

在U形管底部引1根DN25的排水管和1只隔離閥，并將排水管接入真空泵入口手動門前(接入口比引出口約低1.5 m)。這樣，就可通過真空泵將U形管內(nèi)的積水及時排走，不僅消除了安全隱患，還提高了機組的經(jīng)濟性。

4.3 高主、中主門桿漏汽管改造

原設(shè)計將高主、中主門桿漏汽管接入凝汽器，致使空氣易從門桿漏汽管漏入凝汽器而影響凝汽器真空?，F(xiàn)采用將門桿漏汽管由接入凝汽器改為接入軸封加熱器入口的方案。改造后，徹底消除了門桿漏汽管因漏空氣而影響凝汽器真空的現(xiàn)象；同時又利用了門桿漏氣對凝結(jié)水進行加熱，提高了機組運行的經(jīng)濟性。

4.4 其他改造措施

(1) 對真空泵冷卻水系統(tǒng)進行改造。在真空泵冷卻器的冷卻水管上并聯(lián)一路冷凍水，平時使用開式水冷卻方式，夏季高溫時切換至冷凍水運行，冷凍水取自生產(chǎn)區(qū)中央空調(diào)制冷機組。在真空泵冷凍水管道上加裝壓力開關(guān)報警，當冷凍水出現(xiàn)故障時，及時切換備用泵運行。

(2) 對真空泵密封水加裝制冷裝置。密封水溫度的降低，將大大改善真空泵的工作環(huán)境，并提高機組真空。

(3) 軸封加熱器增加水位計，運行過程中維持軸封加熱器的正常水位。

(4) 定期開展凝汽器真空嚴密性試驗，若發(fā)現(xiàn)異常及時查找原因，消除缺陷。

(5) 盡快采購1臺凝汽器鈦管高壓水沖洗水泵，停機檢修時及時對凝汽器鈦管進行沖洗。

5 真空系統(tǒng)治理前后效果的對比

(1) 真空系統(tǒng)檢漏處理前，1A，1B，2A，2B凝汽器嚴密性試驗結(jié)果分別為0.5，0.12，0.43，0.08 kPa/min。治理后，凝汽器真空嚴密性得到明顯提升，1A，1B，2A，2B凝汽器嚴密性試驗結(jié)果分別為0.029，0.036，0.04，0.039 kPa/min，均超出了優(yōu)秀值(優(yōu)秀值為0.1 kPa/min)。

(2) 真空系統(tǒng)治理后，高、低壓側(cè)凝汽器平均背壓差從改造前的0.2 kPa左右達到了0.9 kPa左右，使得1，2號機凝汽器真空分別提高了0.322 kPa，0.339 kPa，供電煤耗分別降低了0.424 g/kWh，0.4 g/kWh。按機組年利用小時數(shù)5 700 h和廠用電率4.71 %計算，2臺機組每年可以節(jié)約標準煤為4 476 t。

6 結(jié)束語

通過對1 000 MW超超臨界機組的真空系統(tǒng)進行嚴密性治理和優(yōu)化改造，凝汽器的運行條件得到了極大的改善，真空水平得到了提升，目前1，2號機組的凝汽器運行狀況良好，傳熱端差均在設(shè)計值內(nèi)，凝汽器真空嚴密性水平均優(yōu)于優(yōu)秀值，綜合治理效果較好。

2014-01-28。

嚴韶華(1972-)，男，高級工程師，設(shè)備部汽機專責，email：yanshaohua@21cn.com。