1 000 MW超超临界机组真空系统综合治理

严韶华

(广东惠州平海发电厂有限公司，广东 惠州 516363)

1 000 MW超超临界机组真空系统综合治理

严韶华

(广东惠州平海发电厂有限公司，广东 惠州 516363)

介绍了影响凝汽器真空的3个因素，从治理真空系统泄漏、改善凝汽器、改造真空系统方面阐述了提高凝汽器真空的措施，并对真空系统治理和改造前后的效果进行了对比，指出通过治理和改造凝汽器真空水平得到了提升。

超超临界机组真空系统；凝汽器；泄漏

某电厂规划装机容量为6×1 000 MW，1期工程首先安装2台型号为N1000-26.25/600/600的超超临界、一次中间再热、单轴、四缸四排汽、双背压、八级回热抽汽凝汽式汽轮机。机组均采用N-51500型双背压、双壳体、表面型凝汽器，其壳体和水室为全焊接结构。每台机组设置3台50 %容量的凝汽器汽侧真空泵，机组正常运行时，2台泵运行即可满足抽真空的要求。

1 影响凝汽器真空的因素

(1) 真空系统存在泄漏，真空严密性差。

(2) 凝汽器和真空泵冷却器的换热效果差。

(3) 抽真空系统设计、布置不合理，辅助系统设备出力不足。

2 治理真空系统泄漏的措施

真空系统泄漏的临时处理措施是增加空气的抽出量，以减少其对真空的影响，如增开真空泵。但如果系统泄漏严重，即使启动所有真空泵也无法使真空达到正常水平，最终的办法是查找并消除漏点。由于汽轮机组真空系统较为庞大，漏点的隐蔽性较强，凡是与真空系统相连的负压系统都有可能成为真空系统的漏点。因此，准确全面查找出真空系统的漏点，是十分重要的。

自投产以来，1，2号机真空系统的严密性一直较差，长期需3台真空泵运行才能满足要求。工作人员采用氦质谱检漏技术对1，2号机真空系统进行检漏(2012年6月)，并采用德国软堵漏技术处理漏点。

2.1 1号机的漏点及处理

(1) A低压缸前、后轴封，B低压缸前轴封存在漏点。将轴封压力由原15 kPa调整到20 kPa，漏点消除。

(2) 高压缸前、后轴封存在漏点。将回汽手动门由全开调整至40 %开度，漏点消除。

(3) A低压缸前、后轴封法兰水平中分面(电侧、炉侧)，B低压缸前、后轴封法兰水平中分面(电侧、炉侧)，A，B凝汽器低压缸防爆门(4个)结合面存在漏点。采用德国软堵漏技术对各结合面进行涂胶处理，漏点消除。

2.2 2号机的漏点及处理

(1) A，B低压缸轴封套，B小机排汽管及A凝汽器热井人孔门各结合面存在漏点。采用德国软堵漏技术对各结合面进行涂胶处理，漏点消除。

(2) A，B低压缸前后轴封存在漏点。将低压缸轴封回汽手动门由全开调整至20 %开度，漏点消除。

(3) A，B小机高压侧轴封存在漏点。将高压侧轴封进汽手动门由全开调整至50 %开度，漏点消除。

(4) A小机低压侧轴封存在漏点。将低压侧轴封进汽手动门由50 %开度调整至全开，漏点消除。

(5) B小机低压侧轴封存在漏点。将低压侧轴封进汽手动门由50 %开度调整至全开，漏点消除。

3 改善凝汽器的措施

(1) 计划检修时，积极安排凝汽器钛管清理和凝汽器灌水查漏工作。

(2) 保持循环水提耙机、旋转滤网等设备正常运行，并定期对凝汽器真空、端差、过冷度等指标进行技术分析，对钛管的脏污程度进行评估。如需对凝汽器进行清理，则应在低负荷时采取措施对凝汽器进行半边隔离清洗。

(3) 大、小修时对凝汽器钛管进行高压水冲洗。

(4) 加强对凝汽器胶球清洗装置的运行维护管理，确保胶球清洗装置能按规范要求正常投运。

(5) 加强对循环水加药量多少的管控，防止海生物在凝汽器水室和钛管内大量生长。

(6) 严密监视真空泵冷却器的运行状况，若有异常，要及时对冷却器和冷却水滤网进行清理。

4 改造真空系统的措施

4.1 双背压凝汽器抽真空系统改造

1，2号机的凝汽器是上海电站辅机厂引进西门子技术生产的双背压凝汽器，高、低压凝汽器采用串联式抽真空管路布置方式(见图1)。这种布置方式导致低压侧凝汽器内空气抽出时受阻，从而导致该侧低压缸排汽压力不合理地升高，高、低压侧凝汽器平均背压差仅为0.2 kPa，达不到双背压的要求(0.8～1.0 kPa)，大大增加了机组的冷源损失。因此，需要对凝汽器抽真空系统进行改造。

图1 抽真空系统改造前的系统流程

为实现机组的双背压功能，降低平均背压，提高机组的经济性，工作人员对抽真空管路进行了改造。由原来的串联方式连接改为并联方式连接，即从高、低压凝汽器内各接出2根抽空气管路，分别汇合成同1根母管后进入真空泵组；在真空泵抽气母管处加装2只气动真空蝶阀作为3台真空泵的隔离阀，以实现单泵分别对高、低压凝汽器抽真空，另1泵作为备用(见图2)。采用这种分列、并联方式后，高、低压凝汽器之间的抽空气管路连接被切断，可实现高、低压凝汽器抽空气管路的单独抽吸，使高、低压凝汽器内积聚空气都能被顺畅抽出，从而确保2只凝汽器在任何变工况条件下都处于正常的运行状态。另外，通过2只气动隔离阀的切换操作，可实现真空泵组2运1备、1运2备等多种运行方式。

图2 抽真空系统改造后的系统流程

4.2 真空泵入口管路加装排水管改造

因低压侧凝汽器抽真空管路没有按规范要求进行安装，管路安装成U形管。由于管路成U形布置，造成底部管路容易积水且积水无法正常排出。当积水较多时将阻碍空气的抽出，会引起真空泵出力减小、电流增加，并伴有异音、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只隔离阀，并将排水管接入真空泵入口手动门前(接入口比引出口约低1.5 m)。这样，就可通过真空泵将U形管内的积水及时排走，不仅消除了安全隐患，还提高了机组的经济性。

4.3 高主、中主门杆漏汽管改造

原设计将高主、中主门杆漏汽管接入凝汽器，致使空气易从门杆漏汽管漏入凝汽器而影响凝汽器真空。现采用将门杆漏汽管由接入凝汽器改为接入轴封加热器入口的方案。改造后，彻底消除了门杆漏汽管因漏空气而影响凝汽器真空的现象；同时又利用了门杆漏气对凝结水进行加热，提高了机组运行的经济性。

4.4 其他改造措施

(1) 对真空泵冷却水系统进行改造。在真空泵冷却器的冷却水管上并联一路冷冻水，平时使用开式水冷却方式，夏季高温时切换至冷冻水运行，冷冻水取自生产区中央空调制冷机组。在真空泵冷冻水管道上加装压力开关报警，当冷冻水出现故障时，及时切换备用泵运行。

(2) 对真空泵密封水加装制冷装置。密封水温度的降低，将大大改善真空泵的工作环境，并提高机组真空。

(3) 轴封加热器增加水位计，运行过程中维持轴封加热器的正常水位。

(4) 定期开展凝汽器真空严密性试验，若发现异常及时查找原因，消除缺陷。

(5) 尽快采购1台凝汽器钛管高压水冲洗水泵，停机检修时及时对凝汽器钛管进行冲洗。

5 真空系统治理前后效果的对比

(1) 真空系统检漏处理前，1A，1B，2A，2B凝汽器严密性试验结果分别为0.5，0.12，0.43，0.08 kPa/min。治理后，凝汽器真空严密性得到明显提升，1A，1B，2A，2B凝汽器严密性试验结果分别为0.029，0.036，0.04，0.039 kPa/min，均超出了优秀值(优秀值为0.1 kPa/min)。

(2) 真空系统治理后，高、低压侧凝汽器平均背压差从改造前的0.2 kPa左右达到了0.9 kPa左右，使得1，2号机凝汽器真空分别提高了0.322 kPa，0.339 kPa，供电煤耗分别降低了0.424 g/kWh，0.4 g/kWh。按机组年利用小时数5 700 h和厂用电率4.71 %计算，2台机组每年可以节约标准煤为4 476 t。

6 结束语

通过对1 000 MW超超临界机组的真空系统进行严密性治理和优化改造，凝汽器的运行条件得到了极大的改善，真空水平得到了提升，目前1，2号机组的凝汽器运行状况良好，传热端差均在设计值内，凝汽器真空严密性水平均优于优秀值，综合治理效果较好。

2014-01-28。

严韶华(1972-)，男，高级工程师，设备部汽机专责，email：yanshaohua@21cn.com。