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1、严密性试验方法及标准直接空冷机组的真空严密性试验方法及标准Vacuum-tightTestMethodandStandardofDirectAir-coolingUnit华北电力科学研究院有限责任公司(北京100045) 刘邦泉摘 要:我国北方地区普遍寒冷缺水,电站建设往往受制于水源。直接空冷方式逐渐引起重视。但直接空冷系统庞大,真空严密性试验如何进行,原先标准是否能在该系统上继续使用,是值得探讨的问题。介绍了我国首台大型直接空冷机组——山西大唐云冈热电有限责任公司(简称云冈热电)200MW直接空冷机组真空严密性试验的过程及方法,供大家参考。关键词:直接空冷;真空严密性;标准
2、中图分类号:TK264.1文献标识码:A文章编号:1003-9171(2004)05-0010-021 真空的形成原理凝汽器是汽轮机组的一个重要组成部分,其作用是在汽轮机排汽口处建立并维持要求的真空,使蒸汽在汽轮机内膨胀到指定的凝汽器压力,以提高汽轮机的可用焓降,将更多的焓降转变为机械功,同时将汽轮机排汽凝结成水,再重新作为锅炉给水,参加到热力循环系统中去。其运行工况的正常与否,直接影响到整个机组的安全和经济运行。凝汽器的真空,即汽轮机的排汽压力,是蒸汽在凝汽器内凝结与凝结水之间形成的平衡压力。汽轮机排汽在恒压下将汽化潜热传给冷却介质,凝结成水。冷却介质的温度总是要低于被凝结蒸
3、汽的温度,这样才能使凝汽器正常工作。由于蒸汽凝结成水时,体积骤然缩小(如在4.9kPa的压力下,干蒸汽比水的体积约大28000倍),所以凝汽器内会形成高度真空。实际上汽轮机装置不可能绝对严密,处于真空状态的汽轮机低压排汽室、凝汽器管道和阀门总会有一定数量的空气漏进来,此外锅炉来的新蒸汽、疏水,蒸汽排放等也要带来一部分气体。因此,进入凝汽器的实际上并非纯蒸汽,而是汽气混合物。凝汽器内的压力就是这些混合气体的分压力之和。因此,系统设有真空泵不断地将漏入凝汽器的空气抽出,以免漏入凝汽器的不凝结的空气逐渐积累,使凝汽器内的压力升高。凝汽器内真空越高,汽轮机的可用焓降就越高,更多的焓降转
4、变为机械功,因此机组效率越高。对于采用直接空冷凝汽器(ACC)的机组来说,ACC使用空气作为冷却媒质,因此该类冷却系统无须使用冷却水。对于气候寒冷干燥缺水的北方地区来说,这种冷却方式更具有发展潜力,正越来越引起人们重视。对于直接空冷机组,影响真空的因素很多,主要有空冷系统进口空气的温度、进口空气的流量、真空系统的严密性等,其中进口空气的温度完全受当地自然条件所决定,即随着气候、季节而变化,人力难以改变,而进口空气的流量则可以通过强制冷却的空冷风机在一定范围内来调节。2 真空严密性的意义对ACC而言,尽最大的努力防止空气进入其真空系统是至关重要的。不可凝气体的增加可能影响排空系统
5、的运行并导致下列危害:(1)影响ACC内换热条件,机组效率下降;(2)凝结水含氧量高导致的腐蚀问题;(3)在寒冷季节运行时,当环境温度低于+2℃时将导致凝结水结冰。真空严密性试验就是为了检验真空系统漏入空气量的大小。按照部颁标准,新建大型机组的真空严密性的指标为0.3kPa/min,试验以真空泵全部停止开始计时,试验进行8min,取后5min真空下降的平均值计算。3 云冈热电真空系统组成云冈热电1、2号机组(2×200MW)是我国首次在大型机组上采用直接空冷技术。其真空系统主要包括汽轮机排汽装置、ACC及高低压加热器、凝结水箱、本体疏水泵等组成。系统抽空气靠3台水环真空泵。在正
6、常情况下,采用一用一备的10 华北电力技术 NORTHCHINAELECTRICPOWER No.5 2004方式来排除真空系统的不可凝气体。4 真空严密性试验过程由于直接空冷系统过于庞大,就如何进行真空系统严密性试验,参建各方都没有太大的把握。最后决定先按部颁标准方法先进行试验,看试验结果如何,再进行讨论。2003年10月22、29日,我们在空冷风机投自动位置和手动位置分别进行了1号机组真空严密性试验。试验时全部真空泵停止运行。试验共进行了8min,机组负荷分别为200MW和180MW,具体试验数值见表1。表1 1号机组真空严密性试验结果
7、试验时间/min空冷风机自动位机组负荷200MW空冷风机手动位机组负荷180MW真空/kPa真空/kPa0-77.9-72.21-77.7-722-77.5-71.53-77.2-71.14-76.9-70.75-76.7-70.46-76.5-707-76.3-69.88-76.1-69.5 两次真空严密性试验结果分别为0.22kPa/min和0.32kPa/min。从试验结果看,空冷风机在自动位置时,真空严密性较好。我们认为这主要是因为直接空冷系统比较庞大,真空泵抽走的不单是空气,同时
