直接空冷系统真空严密性和提高真空方法探究

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1、直接空冷系统真空严密性和提高真空方法探究　　火力发电厂在消耗大量的燃料的同时，也耗用大量的水资源。在富煤缺水地区，水成为制约当地电力发展的主要因素，发电厂汽轮机凝汽设备普遍采用空气冷却系统（简称发电厂空冷系统）成为发展必然。目前在世界上被广泛应用的空冷系统主要有两大类：间接空冷系统和直接空冷系统。本文主要研究直接空冷系统真空严密性及提高运行真空的方法。直接空冷系统介绍直接空冷系统，又称为空气冷凝系统。在汽轮机低压缸中做完功的水蒸气由汽缸末端进入有直径数米的排汽管道，水蒸气经排汽管道被引至距地面数十米的若干蒸汽分配管中，流入空冷凝汽器的翅片管

2、束中，在翅片管外流动的冷却空气（通过机械通风方式供应）将管内的排汽凝结，得到的凝结水由凝结水泵送至回热系统，还未凝结的蒸汽和不凝结性气体则通过真空泵排入到环境中。直接空冷系统真空严密性研究1.研究真空严密性的意义7直接空冷机组汽轮机排汽口处的真空是由空冷凝汽器建立并维持的，保证蒸汽在汽轮机内膨胀到指定的凝汽压力，机组的排汽压力越低则真空就越高，经济性就越好。由于直接空冷机组真空系统庞大，排汽管道直径大，管路连接复杂，焊缝长，接口多，在机组运行过程中，受热膨胀不均，阀门操作频繁，汽机轴封等均有可能漏入空气，致使空冷凝汽器的整体换热受到恶化，背

3、压升高，真空下降，因此真空严密性成为影响汽轮机真空的主要因素。2.真空严密性试验标准目前，国内直接空冷机组运行中真空严密性试验的相关标准尚未制定，GEA公司关于发电厂空冷凝汽器性能验收试验的标准规定：真空衰减试验即真空严密性试验结果应满足“汽轮机背压升高不应超过0.1kPa/min”，最高值不得超过0.3kPa/min。国内直接空冷机组普遍采用0.1kPa/min作为机组启动时真空严密性合格的试验标准。3.真空严密性试验方法直接空冷机组运行过程中，通过做真空严密性试验来评价空冷凝汽器严密性的好坏。试验条件是：机组负荷稳定在额定负荷的80%以

4、上，背压不低于10kPa，记录凝汽器真空表的真空值。试验方法是：关闭真空泵，30秒后开始记录真空值，每隔半分钟记录一次，共记录8分钟，取后5分钟的记录值计算平均每分钟的真空下降值。通过试验得到的真空下降速度来评判真空严密性的好坏，若平均每分钟真空下降值越小则说明严密性越好，相反则说明严密性越差。7直接空冷系统提高真空方法的研究目前国内外对于直接空冷机组的真空研究主要集中在以下两方面，一是在变工况的条件下，通过采用各种不同的措施提高机组的真空；二是通过各种检漏方法尽可能的减少真空系统的泄露。1.强化传热法即从空冷岛中的空冷散热器入手，通过改变

5、散热器结构，提高换热系数，进而提高机组真空。2.排汽管道优化由于空冷机组的排汽压力和凝汽器压力在数值上是有较大差别的，汽轮机排汽在低压缸排汽口到空冷凝汽器进汽口的排汽管道中流动时会产生较大的压力损失，造成汽轮机排汽压力的增大，降低了汽轮机的做功能力，影响机组的经济性，目前可以通过增加蒸汽导流板等方法减少压损，进而提高机组真空值。3.严把制造关以降低设备泄漏点7在设备生产制造过程中，通过采取有效的监测手段可将设备泄露点降到最低。首先，空冷凝汽器在制造厂生产过程中，需要对每台散热器的单管进行0.8MPa气密性试验，对翅片管的管端与管板的焊接头进

6、行渗透探伤检查。然后，在整台空冷散热器组装完成后，遵照《压力容器安全技术监察规程》的要求，进行水压试验，试验方法是：在空冷散热器管束中充满水，排尽其中的空气，保持管束外表面干燥，以便于观察漏点，当管束的壁温与水温接近时，缓慢升压至设计压力0.15MPa，保证30分钟不发生变化，再降至0.144MPa，保压一定时间进行观察，观察期间如果压力保持不变，则说明水压试验合格。4.严把安装质量关以防止泄露发生由于直接空冷系统具有排汽管道体积巨大、蒸汽分配管连接管线较长、系统复杂，散热器联箱焊口多、与散热器片连接范围较广、气候变化工况复杂等特点，因此，

7、要求在安装过程对支吊架、膨胀节、支撑、焊接等方面质量进行严格监督管理，预防泄露点的产生，降低空气漏入的可能性。5.严把调试试验关保证真空严密性直接空冷系统安装结束后，必须按要求对整个系统进行气压和真空严密性试验。试验范围包括汽轮机排汽装置出口的排汽管道和蒸汽分配管、空冷凝汽器的散热器管束及其连接的凝结水管路和抽气管路、凝结水箱等。试验前要求将排汽管路上的安全阀（若有）拆卸、爆破膜去除并将管口封盖、相邻的系统和管路进行密封隔离。7首先，进行气压试验，试验方法是：将系统充压至0.8bar，试验通常6-24h，每隔15min观察并记录压力表的压力

8、变化，并记录当时的环境温度变化。在试验期间，在环境温度恒定的条件下，压力表读数无明显变化，压力下降值不超过10Pa/d时，则认为系统的气密性充分。在机组调试过程中，进行真空严密性