汽轮机真空是决定汽的主要指标，而真空系统严密性是影响汽轮机真空的重要原因之一，随着电力市锡的开放，竞价上网的进行，提高机组经济性，降低发电成本是各电厂的重要手段，由于大型机组负压系统庞大而复杂，影响真空的环节多，提高机组真空严密性一直是各厂较困难的问题。

我国 “固 定式汽轮机技术条件”中对空气严密性标准规定。功率大于loomw的汽轮机，真空下降速度不0.4kPa/min，小于l00MW的汽轮机，真空下降速度不大于0.67kPa/min，对于30OMW以上汽轮机，要求真空下降速度不大0.2kPa/min.

通过对电厂负压系统长达一年研究分析，借助现代化的查漏手段己使四台机组真空严密性平1.2kPa/min，提高至0.18 kPa/min，其中#3.4机真空严密性达到O.lOkPa/min的优秀标准，取得了良好的经济效益。

1、凝汽器真空严密性对机组经济性的影响

1. 1 、 真空下降速度和漏入空气的关系负压 系 统 漏入的空气量可用下式计算toG。一，I1D0,0 · I1」 (kg/hk系数，但一般为密性分为优、良和及格，相应系数为1.0, 2 .0 ,3 .0定的容量储备，一般取5.因此采用两个排汽口的30OMW机组，计算抽空气量为G.=35. 5kg/h.对于配备水环式真空泵的机组，真空泵抽汽量为51.03kg/h.在标准条件下其极限真空可达到3. 3kPa.在机组真空系统严密的情况下真空泵的抽吸量是大于最大计算漏气量的。

另外 漏 入 系 统 的 空 气量也可用下式进行计算Go=1.6567V(峨It)G.- 漏 入空气量，对于最大允许漏空气量为

V- 凝 汽器及有关处于真空状态的设备容积.DP 一 真空严密性时允许的下降值。严密性试验结束时机组的真空与系统的泄漏率的关系统如下伙。一P十Qxx，

VP,-一一试验结束时真空值(Pa)

Pl.一试验开始时真空值(Pa)

Q「一系统的漏率(Pa.m' /s)                      

t— 时间秒(S)

V-一凝汽器及有关处于真空状态的设备封闭容积m

凝汽 器 正 常运行的真空值和抽汽设备能力相关，当凝汽器漏入空气量在抽汽设备的抽吸范围内时，则漏入的空气量对机组真空的影响不大，当漏入的空气量超过了抽汽设备的抽吸能力时，则机组真空将会下降，对于漏入真空量是否引起机组真空下降则可通过启动备用真空泵的方法进行判断。

由上 表 看 出，启动备用真空泵后，若真空上升，则真空严密不合格，真空上升幅度越大，则真空严密性越差.机组真空严密性试验达到0.2kPa/min以内时，则启动备用泵真空不会上升，此时系统漏量已经小于运行真空泵的抽吸能力内，而当机组真空严密差时，为保证机组经济性，许多电厂被迫采用两台真空泵运行。

1.2 真 空 下降对传热系教的影晌

当凝 汽 器 真空系统不严密性时，漏入的空气在凝汽器钦管壁形成空气漠，远离壁面处的蒸汽必须穿过空气膜才能达到渡膜表面处凝结，增加了热阻，影响凝汽器的传热系数，0.05%的空气含量可使蒸汽放热系数降低80%x".由于传热系数的降低，则必引起凝汽器端差增大，机组真空下降。

1.3 30 0MW汽轮机x空下降对机组负荷的影响

机组 真 空 下降对负荷的影响可以通过计算求得，同时也可以通过试验求得，本文利用机组真空严密试验的机会进行了多次较为严格的试验，:试验时要求停止锅炉吹灰，煤量保持稳定，减温水量不变试验结果如下

表一 : 凝 汽 器 背压与机组负荷的关系，循环水温度20'C真空kPa }

负荷mw

1 一} -95.0 一} 300  2 -94. 1 }} 298.1 一 3 -93.0 295.9  4 -91.0 294.  5 -90.0 } 292. 1  6 -89.0 }{ 290.0

可以得知凝汽真空每下降1kPa，负荷将下降2MW.

真空变化对机组热耗率计算如下:

 

NHR-一一机组热循耗，

Qa-一一循环吸热量

P二--一额定功率

Pr-一试验结束后的功率

NHR-一一机组热循耗，

Qa-一一循环吸热量

P二--一额定功率

Pr-一试验结束后的功率

300 MW 机 组，其设计净热耗为7997.6k J/kw.h， 便可得到每降低1kPa，机组热耗将上升53.699kj/kw.h，机组热耗则上升。.67%，与制造厂提供的低压缸排汽压力对热耗的修正曲线结果是一致的.

对发电煤耗的影响计算如下:

 

b— 发 电 煤 耗

nb一 锅 炉 效 率

np一 管 道 效 率

可 计算 出每降低IkPa，机组供电煤耗上升2.0 1168/kw.h

2、提高凝汽器真空严密性的手段探讨

2. 1 灌 水查漏

通过 将 凝 汽器灌水至凝汽器喉部，观察系统有否外漏水的现象，其适用凝汽器钦管灌水查漏，便于钦管具体位置的确定，只f4T停机后进行查漏，主要用于查找较大的漏点。

2. 2 火 烛法

气体 通 过 漏孔向真空系统中泄漏时，在漏孔附近产生小气流，当蜡烛火焰接近泄漏之处，这个小气孔将使火焰倾斜倒向漏孔，再凭借火焰的倾余暇度判别泄漏的大小。与此方法近似的还有复膜法和烟雾法。此方法对大孔有效，但准确度差，受环境影响较大，主要用于凝汽器运行中钦管查漏。

2. 3 卤素 查漏法

卤 素查 漏 查漏法是利用气体在高温时会分解产生正离子的性质的检查仪，可用它查找装有卤素容器的漏气点。灵敏度较高，反应时间快，其缺点示漏计对环境有非常不利的影响。

2. 4 超声法

利用气体通过小孔后膨胀所产生的声波能量进行检漏的方法，当漏孔较大时，在加压或抽空状态下.气流穿过漏孔都会发出的声音可直接听到，但漏孔较小时，则只能借助超声波检漏仪来检测，其最大的缺点是受环境干扰大，周围振荡与噪音大时则无法准确判断泄漏具体位置，灵敏度较低。

2. 5 氮 查谱查漏仪

当真空系统有漏气时将特殊气体从漏点喷入，然后通过质谱计进行检漏，而检漏气体一般用氦气，氮气作为检漏气体主要有如下优点，氮气在空气中含量极小，分子小、质荷比小，是惰性气体，且无毒。用氦质谱查漏灵敏度高，反应快对环境没有影响，移动方便，是目前最理想的查漏工具。查漏时在真空泵出口的分离器上加装一个检测点。由于氮质谱检漏灵敏度高，还可用于氢系统查漏。

 

3.氛质谱检漏的注意事项

3. 1 抓 质谱检漏仪的工作模式及检漏标准氦质 谱 检 漏仪的工作模式可采用快速吸枪法，大气本体氮含量2.5X10mba r. U s左右，清除本低后(<1.O X1 0-mbar.U s.漏点评定标准:漏率)1.0X100mb ar.为严重漏点; 1.OX 1 0''mb ar.U s 漏率<1.OX 1 0'm bar.U s为一般漏点:漏率<1.OX U10s' mbar.U s为微漏点。当漏点累计超过5.OX 1 0-,1 0m bar.U s时真空严密性将不合格.

3. 2 抓 质谱检漏仪的晌应时间

响应 时 间 是指从在被检测点喷氦气开始到氦气吸入真空系统由真空泵抽出被氦质谱检漏仪检测所需的时间。现漏点的响应速度与漏点的位置有关，远离凝汽器或内部真空铡氏的设备、管路，漏点响应速度就慢，反之则快;而由峰值回零的时间则与漏点的大小和所喷氦气的量有关，同一漏点，喷注的笼气量多，则回零时间长，漏点大，则回零时间长。

因初 值 响 应时间与漏点和氮气注入点的相对位置有关，根据不同的检测点选用不同的时间间隔，缩短检漏时间，提高检漏效率。氮质谱检漏仪的探头滤芯堵塞后会造成数据失准，故在每次检漏前应更换滤芯。当检漏仪受到大剂量氮气冲击时，也会造成数据指示上下波动，无法继续测量，这时应打开检漏仪的排空阀对仪器内部进行清空，5"10分钟后关闭排空阀，重新进入正常测量模式.

3.3 检 测 部位的确定

为了 快 速 对漏点进行定位，应先大后小的原则，参照以往的查漏经验，对真空系统设备进行分类，重点部位如:主机低压缸进汽法兰，主机、小机轴封、真空破坏门，低加汽狈叮排空门，小机排汽缸、排汽碟阀法兰及门杆、本体疏水扩容器、凝汽器喉部人孔门，集管接头焊口、真空泵盘根等;非重点部位如:各真空部分疏水排地沟门、水封门，各真空设备仪表接头，各真空部分疏水管路阀门法兰、门杆、焊口等。根据分类先从重点部位着手查找漏点，根据检查效果逐渐扩大查找范围，直至获得满意效果。

3.4 氮质 谱检泪的具体实施

在可 疑 部 位喷注氮气，相邻两点间要有一定时间间隔，防止出现误判。遇检测面较大时，如大的法兰、集管，可一次喷完，以缩短检漏时间，发现漏点后再进一步详查:采用分段、薄膜覆盖等手段，运用各段数据间对比的方法逐渐缩小查找范围，直至找到真实漏点。对大 面 积 检漏部位采用分段、薄膜覆盖等手段，比较各分段区域漏率峰值相对大小变化，就可对当次被检测区域的漏点数的变化做出判断。若漏率峰值明显变小，则当次被检测区域的漏点数比上次被检测区域的漏点数少，即有漏点被上次检测区域:若漏率峰值基本不变，则上一次被检测区域的相对较大的漏点集中在当次被检测区域，即没有相对较大的漏点在上次检测:若漏率峰值不变，则上一次被检测区域的漏点集中在当次被检测区域，即没有漏点在上次检测区域。由于 响 应 时间与漏点位置有关，峰值回零时间与喷注的氮气量有关，为了增加数据的可对比性，专人负责氮气的喷注，力求所喷注氮气的等量，减少人为误差。漏率比较则在不同机组间横向进行，减少系统误差。

真空系统漏点分布及消漏对策

4. 1 真 空系统漏点的分布

采用 德 国 莱宝公司的UL200型氦质谱检漏仪，大气氦本底<1.OX 1 0"'m bar.L/ s,检漏力式

 

4. 2 漏 点的分布规律及消除方法讨论

使用 氮 质 谱检漏仪查漏时，由于氮质谱检漏仪的先进性，因此漏点是非常容易发现的，但是消除漏点确变得困难。

4. 2. 1 凝汽器汽侧人孔门漏

30O MW 机 组凝汽器汽侧有三个人孔门，原设计的是翻板式人孔门，只有一个紧固螺栓，紧力小，由于采用的是橡胶垫，其耐高温性能差，特别是本体疏水扩容器人孔门，当热态启动时，大量的疏水排入本体疏水扩容器，造成疏水扩容器的温度高，橡胶垫老化密封不严漏空气，如#2机一次热启动后，机组满负荷时真空比其它机组低2kPa，经查找是本体疏水扩容器垫子漏，用防火泥密封后，真空正常。另外6米层人孔门也较易出现漏空气，其漏空气的原因是因凝汽器的壳体作密封面易变形。对于负压系统存在的人孔门漏，消除方法是对人孔门进行改造，将翻板式人孔门改为法兰孔，16个螺栓均布确保紧九同时将橡胶垫改为高压石棉垫，对于凝汽器上的人孔门，由于原来的密封面是用凝汽的壳体做密封面，易出现变形，因此在凝汽器壳板上重要焊接4}57 0mm，内径中500厚钢的平法兰:并让法兰面高出壳板lomm，并在注兰卜增加密封线才能保证密封严密.

4. 2 . 2轴封漏至气

从查 漏 的 结果来看，低压缸轴封漏是十分常见的，如#3机在大修前严密性试验时，严密性试验不合栋对外围进行全面普查，未发现漏点，而当低压轴封压力由30kPa升至70kPa时，真空严密性由0.9kPa/min，下降至0.39kPa/min.在#3机大修中揭开低压缸检查汽封间隙，发现汽侧间隙达到1.Om m，而电侧汽封间隙也达到了0.9 mm，大修后将汽封间隙都调至0.50 im，机组启动后试验，真空严密性达到了0. 113kPa/min的优秀水平.小机 轴 封 也是经常出现的漏点，其主要原因是轴封压力低，因轴封压力太高时易出现小机油中带水的现象，而有时小机高压轴封也存在漏空气的现象，#3机查漏过程中出现这一现象时，经反复查找原因是因轴封加热器水位低，小机轴封高压端回汽经过轴封加热器后由于水位低而带入了凝汽器内。

4. 2 .3 负压系统的法兰结合面

负压 系 统 法兰结合面较多，较易出现泄漏，有部位由于位置较高，难于发现，如小机排汽法兰是在高空中，需要搭脚手架才能查漏,#4机组大修后中真空严密性不合格，0.55kPa/min,用氦质谱进行反复查漏没有查到漏点，最后了解到大修中为起吊小机排汽缸方便增加了一对法兰，搭脚手架后检漏，查film点超过10 mbar.L/s'，因中分面法兰改造后安装紧力不够，消除后严密性试验合格。

中低 缸 连 通管低压侧的法兰常出现漏空气，特别剥氏压内一缸和低压内二缸之间是有一个倒杯式密封档板，同子内侧是正压，而外侧是负压，容易出现焊口裂纹，在#1机大修时，采用注水查漏的办法发现了较大漏点。

中压 缸 排 汽法兰漏汽，只能在低负荷时才能发现，如#1机在一次起动中真Q}1氏，进行反复查找未果，当机组带负荷至200MW后，机组真空又恢复正常，再次降负荷查漏，发现中压缸排汽法兰结合面漏。联通 管 两 侧法兰漏气问题在运行中是无法消除的，其漏汽的原因是连通管中部末加装法兰，两侧跨距大，安装后常因热膨胀原因造成两侧法兰密封失效，为川0寸连通管进行了改造，在连通管上加装法兰，为了满足热膨胀的要求，法兰中间要保留19.7m m的冷拉间隙，同时还对中压侧连接法兰进行了的扩孔，并将六角单头紧固螺栓，改为头罩螺母紧固螺栓，螺栓由M33*3改为M39*3。在机组检修后，先安装两侧法兰，再紧连通管中部法兰，由于中间加装的法兰已预留有冷拉值，因此在两侧紧严密后，就能防止因热膨胀补偿不足造成两侧法兰张口而漏气。如图示.

4. 2 .4 负压系统的焊口

负 压 系统 的焊口漏主要集中在疏水扩容器上焊口，因疏水扩大容器温度变化大，如#2机在灌水查漏时就发现疏水扩容器上出现焊口漏水，肛机通过氮质谱查漏发现本体扩容集管可能有漏气点，停机后通过凝汽器灌水查漏，结果发现凝汽器本体扩容器有一焊口长60m 的焊口漏空气，经消除后，#1机真空严密性试验合格。

4. 2. 5 真空泵盘根漏空气

真空 泵 盘 根漏空气，也是通过其它查漏方法无查出来的，有时却非常严重，它将直接影响真空泵的抽吸能力，一般情况下，漏点主要是表现在真空泵的盘根和端部结合面，其消除也较容易。

4.2 .6 主 机和小机的防娜门漏空气

防爆 门漏 空气是经常出现的漏点，由于位置高，这些漏点用灌水查漏或超声波方法是无法判断的，因此在采用氮质谱仪查漏前，这些微漏点是难以查出的，其漏点产生的机理往往是机组停机后，破坏真空太早，或机组启动时轴封送汽的方法不当，造成凝汽器内产生正压使防爆门顶破.若防爆门破坏较严重时会立即发现的蒸汽漏出，当防爆门轻防泄时，一抽真空就难以发现.

4.2.7负压系统取样仪表管漏

用氮 质 谱 查漏过程中，最难查的往往是一些负压系统细小的仪表管，如#2机在定期真空严密性试验时，发现机组真空严密性试验不合格，杳漏人员，反复查代几天，需查出了一些微小漏点，这些微小点的漏量在真空泵的抽吸范围内，最后查出是10米层的低旁减压管后压力取样管焊口因振动而断局部断裂引起漏汽，而低旁减水管也必需搭脚手架才能查到。

5、空严密试验方法探讨

目前 在 《 电力工业法规》真空严密性试验的条件和步骤是汽机负荷80%"100%，关闭抽汽管道上的截止门，停用抽汽设备，记录真空下降速度，但其不是最佳方法，现讨论如下:5. t停 真 空泵，关闭入口蝶阀停 真空 泵 ，入口蝶阀联关，试验方法简单、备用真空泵启动正常，同时入口蝶阀联开正常后快捷，但试验前必需先启动备用真空泵，确认

再进行试验。在#1机组进行试验时就出现过启动各用真空泵入口蝶阀打不开的现象，因此增加入口蝶阀强制开启的逻辑。

5. 2关 闭 凝汽器抽x空门，停止真空泵it LR注规上规定的方法，但给试验带来较大的风险，若关严抽空气门，当试验完毕后，机组真空真空己相对较低，开启空气门需要时间，若出现卡涩开启困难，将会引起低真空保护动作，因此多数电厂已不采用这种方法。

5.3 关 闭 凝汽器抽真空门不停真空泵目前 国内许多机组采用此方法来做真空严密性试验，若停泵时由于担心试验后启动真空泵不成功，弓f起机组跳机。但这种方法往往不真实，当抽空气门关不严时，严密性结果是不可信的，因此有的电厂实际运行机组真空低，端差大，但其真空严密性确非常好。

6.、试验情况

20 01 年 查漏共进行了31台次，发现漏点201处，配合处理漏点数191处。共使用氮气6瓶，快速吸枪出口磁滤芯1个，探头入口滤芯30个。热力负压系统漏空气点基本消除，真空严密性试验结果己大幅提高，并通过每月定期进行真空严密性试验和复查并及时消除漏点，已机组真空严密性全部试验合格#3, 4机组真空严密性试验值已达到国家优秀标准，#4机则一直小于O.lOkPa/min，表明系统己接近严密不漏的程度.取得了良好的经济效益。

7、结论:

7. 1 用 氮质谱仪进行负压系统查漏目前是电厂最为有效的方法，但消除漏点比查漏更困难。

7. 2 国 产引进型30OMW机组真空每阳氏1kPa,机组热耗将上升53.69 9kJ/kw.h ，机组热耗上升0.67%，每降低1kPa，机组供电煤耗上升2.01168/kw.hlo

1. 1 真 空系统查漏和消漏是艰苦的，但也是十分必要的，通过氦质谱查漏再结合常规的灌水查漏，只要持之以恒，真空严密性是能达到0.2k Pa/min以下的。