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[摘 要]文中综述了汽轮机真空系统的应用目的；漏入汽轮机真空系统的空气量对汽机真空的影响；凝汽器压力变化对机组效率、汽轮机功率的影响。
[关键词]汽轮机；真空；检漏；氦质谱
中图分类号：TK26 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）12-0289-01
汽轮机组真空对机组的运行效率影响十分突出，对于1台350MW机组来说，凝汽器真空每下降1kPa，在主蒸汽流量不变的情况下，除了主机作功效率降低。0.71%（负荷将降低2.5MW）之外，其它辅机设备的出力均不同程度地会有所增加，对机组的经济运行至关重要。在发现机组凝汽器真空系统发生泄漏空气后，应寻找捷径，少走弯路，尽快查出、消除泄漏点，保证机组的正常经济运行。
1 汽轮机真空系统检漏的应用目的
汽轮机真空系统主要涉及凝汽器、抽汽器管道、疏水扩容器、低压旁路以及连接管道等范围，是一个庞大而又比较复杂的系统。汽轮机正常运行时，这些设备和管道都处于真空状态。一旦真空系统有泄漏，泄漏的空气量大于抽汽器的抽出量，凝汽器真空状态将会受到影响，造成汽轮机低压缸排汽压力升高，在同样蒸汽流量下汽轮机作功减少、热耗增加，机组煤耗升高。我国超高压汽轮机运行维护规程规定：凝汽器压力高于17kPa时主控室发出报警信号，机组开始降负荷；当负荷为零。凝汽器压力高于41kPa仍不能恢复时，需紧急停机。因此，汽轮机运行真空低不仅对机组经济性有较大影响，对汽轮机的安全运行也是一种威胁。
对于一个庞大的真空系统要检测出分散很广的漏点是比较困难的。目前，电厂一般采用停机后真空系统灌水找漏的方法，检查一次需要3-4天，且因灌水位置限制，凝汽器喉部以上可能漏入空气的部位无法检查。
现今国内外较先进的真空容器检漏技术常采用氦质谱检漏技术。氦气是一种无毒、无味、对大气无污染、性质稳定的惰性气体。在特定温度下，氦气比除氢外的任何其他气体都具有更高的粒子速度，因此，氦比大多数其他探索气体都能更快地穿过漏孔。利用氦气作为汽轮机真空系统检漏示踪气体，用喷射器逐一对真空系统设备各个部位释放氦气，如果该部位存在漏点，氦气将被吸入，最终从抽汽器排出，通过氦气检测仪在抽汽器出口检测示踪气体，从而可判断真空系统的泄漏点位置和泄漏空气量相对大小。该技术主要特点是：氦气对系统设备无腐蚀、不溶于水和蒸汽、对大气无污染、仪器接收灵敏度高、漏点判断准确，对真空系统细小的漏点也能检测到，可不停机检测，且容易掌握，成本费用低。金竹山电厂、湘潭电厂、西安西郊热电厂、鲤鱼江电厂都采用过这种技术进行检漏试验。
2 漏入汽轮机真空系统的空气量
空气主要以3种形式进入凝汽器：随汽轮机排汽和外界疏水带入；通过真空系统中的设备和管道阀门漏入及加热器热交换过程中把释出的非凝结气体导入。锅炉给水和补水水质都有严格要求，所以随汽轮机排汽、补水和疏水而带入的空气量不多，主要从真空系统的不严密处漏入。漏气量除于真空系统中的设备尺寸和结构有关外，也与设备安装和检修质量有关。
3 凝汽器压力变化对机组热效率的影响
提高汽轮机循环热效率的途径很多。如提高初参数、降低终参数，或初参数不变，降低凝汽器压力。降低凝汽器压力是由凝汽装置和冷却系统的联合工作来实现的。在一定气象条件下，可借加大循环水流量、加大冷却面积、加大供水系统规模等来降低凝汽器压力。以行条件不变，则汽轮机运行时真空系统的严密性对凝汽器压力影响非常大。
从调查情况看，高参数汽轮机的真空好坏主要与真空系统的严密性有关。
4 汽轮机真空系统严密性的检测范围
在机组运行中检查真空系统严密性的仪器是氦气检漏仪。该仪器可以检测真空系统中焊缝、管接头、法兰、和阀门结合处及轴封等的泄漏。使用时，将氦气接近真空系统中可能泄漏的地方，经真空泵后取样，有检漏仪指示出试样中含有的氦气度，并发出警报声响，从而分析确定泄漏的位置和泄漏的严重程度。检漏前，首先进行真空严密性试验或采取分系统隔离真空严密性试验对比方法，初步判断真空泄漏可能泄漏的地方，并根据分析结果、超标程度制订试验检测方案。分系统，逐个设备部件检查，一般情况下主要检测范围包括下面一些设备部件：
4.1 凝汽器及相连的负压系统
凝汽器在真空系统中占主要部分，与汽侧相连的设备管道有二级旁路、三级减温器、疏水扩容器、低加疏水、轴加疏水、空气管道、给水泵密封水回水、真空破坏门、水位计等。与负压系统有关的设备缺陷，如凝汽器底部热井焊缝、三级减温器焊缝和突变区应力集中部位裂纹，疏水扩容器长期冲刷、腐蚀造成泄漏，与负压系统有关的阀门、管道、联箱等老化，频繁操作造成的阀门格兰、法兰密封不严而影响真空严密性的情况也较为多见；另外汽轮机组的一些微正压部位，如中低压连通管法兰由于刚度差，易变形造成法兰泄漏，当低负荷时此处呈负压而写入空气的情况也时有发生。
4.2 低压缸部分
机组在正常运行时，低压排汽、末级抽汽管道和加热器部分处于负压，机组在80%额定负以下运行时，次末级抽汽管道和加热器部分也出现负压，低压缸上方大气释放阀、低压缸汽封以及接合面等常常是漏入空气的重点部位。
4.3 其他部位
低压缸防爆门、蒸汽联箱安全门阀芯封面损坏或安全门起座后回不到位，空气都会进入真空系统。机组长期运行中，真空压力表头松动、排气缸温度计套管磨穿、电接点水位计接点松动等原因，亦造成真空泄漏。
5 不同工况下查找、分析漏空点的实施方法
（1）机组是否启动、停运过
在发生真空系统漏空、真空严密性试验超出合格范围后，首先应认真回顾、分析异常发生前机组状态，是一直保持运行还是停运后的机组刚启动，对于运行中的机组需要确认有何操作，如为刚启動的机组，要检查是否有真空系统的疏、放水门没有关闭，或者是因机组启、停导致某些真空系统管道焊口裂缝漏空等。
（2）进行过哪些操作
在机组运行中，相同工况下，若发现凝汽器真空下降，且真空系统的漏空量有所增大，应认真检查所操作过的真空系统的阀门是否关严，尤其是放水门、放空气门等。
（3）是否发生过变工况
在采用上述方法无效果的情况下，则需检查机组是否发生过突甩负荷或负荷突升、突降、旁路调节阀突开、突关异常，这些异常工况极易造成温度波动较大区域的焊口、伸缩节等薄弱环节部位产生裂缝、裂口，这些裂缝部位往往在管道的保温层内，不易被发现，需花较大精力进行检查才能找出。
采用上述分析、试验并举的方法，能够快速、有效地查出漏空点。
6 结论
一般机组在真空严密性比较差的情况下，采用氦质谱检漏仪检漏后及时对负压设备和系统泄漏点进行堵漏处理，真空可提高1.5～2kPa，效果显著。
参考文献
[1] 张发明.300MW机组凝汽器真空问题的研究[J].汽轮机技术，2002，（02）.
[2] 周曦，曹祖庆.凝汽器内真空形成的讨论及压力的确定[J].汽轮机技术，1994，（02）.
[3] 熊晓明，刘光临.某电厂凝汽器冷端真空偏低现象的研究与解决[J].汽轮机技术，2004，（03）.
[4] 郑李坤，顾昌，闫桂焕.运行参数变化对凝汽器真空影响的探讨[J].汽轮机技术，2002，（06）.
[5] 冯慧雯，丁学俊，李树人，刘华堂.凝汽器设计参数变化对真空影响的分析[J].汽轮机技术，1994，（02）.
[6] 张卫会，李勇.真空系统严密性试验对凝汽器冷却管受力的影响分析[J].汽轮机技术，2000，（06）.
[关键词]汽轮机；真空；检漏；氦质谱
中图分类号：TK26 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）12-0289-01
汽轮机组真空对机组的运行效率影响十分突出，对于1台350MW机组来说，凝汽器真空每下降1kPa，在主蒸汽流量不变的情况下，除了主机作功效率降低。0.71%（负荷将降低2.5MW）之外，其它辅机设备的出力均不同程度地会有所增加，对机组的经济运行至关重要。在发现机组凝汽器真空系统发生泄漏空气后，应寻找捷径，少走弯路，尽快查出、消除泄漏点，保证机组的正常经济运行。
1 汽轮机真空系统检漏的应用目的
汽轮机真空系统主要涉及凝汽器、抽汽器管道、疏水扩容器、低压旁路以及连接管道等范围，是一个庞大而又比较复杂的系统。汽轮机正常运行时，这些设备和管道都处于真空状态。一旦真空系统有泄漏，泄漏的空气量大于抽汽器的抽出量，凝汽器真空状态将会受到影响，造成汽轮机低压缸排汽压力升高，在同样蒸汽流量下汽轮机作功减少、热耗增加，机组煤耗升高。我国超高压汽轮机运行维护规程规定：凝汽器压力高于17kPa时主控室发出报警信号，机组开始降负荷；当负荷为零。凝汽器压力高于41kPa仍不能恢复时，需紧急停机。因此，汽轮机运行真空低不仅对机组经济性有较大影响，对汽轮机的安全运行也是一种威胁。
对于一个庞大的真空系统要检测出分散很广的漏点是比较困难的。目前，电厂一般采用停机后真空系统灌水找漏的方法，检查一次需要3-4天，且因灌水位置限制，凝汽器喉部以上可能漏入空气的部位无法检查。
现今国内外较先进的真空容器检漏技术常采用氦质谱检漏技术。氦气是一种无毒、无味、对大气无污染、性质稳定的惰性气体。在特定温度下，氦气比除氢外的任何其他气体都具有更高的粒子速度，因此，氦比大多数其他探索气体都能更快地穿过漏孔。利用氦气作为汽轮机真空系统检漏示踪气体，用喷射器逐一对真空系统设备各个部位释放氦气，如果该部位存在漏点，氦气将被吸入，最终从抽汽器排出，通过氦气检测仪在抽汽器出口检测示踪气体，从而可判断真空系统的泄漏点位置和泄漏空气量相对大小。该技术主要特点是：氦气对系统设备无腐蚀、不溶于水和蒸汽、对大气无污染、仪器接收灵敏度高、漏点判断准确，对真空系统细小的漏点也能检测到，可不停机检测，且容易掌握，成本费用低。金竹山电厂、湘潭电厂、西安西郊热电厂、鲤鱼江电厂都采用过这种技术进行检漏试验。
2 漏入汽轮机真空系统的空气量
空气主要以3种形式进入凝汽器：随汽轮机排汽和外界疏水带入；通过真空系统中的设备和管道阀门漏入及加热器热交换过程中把释出的非凝结气体导入。锅炉给水和补水水质都有严格要求，所以随汽轮机排汽、补水和疏水而带入的空气量不多，主要从真空系统的不严密处漏入。漏气量除于真空系统中的设备尺寸和结构有关外，也与设备安装和检修质量有关。
3 凝汽器压力变化对机组热效率的影响
提高汽轮机循环热效率的途径很多。如提高初参数、降低终参数，或初参数不变，降低凝汽器压力。降低凝汽器压力是由凝汽装置和冷却系统的联合工作来实现的。在一定气象条件下，可借加大循环水流量、加大冷却面积、加大供水系统规模等来降低凝汽器压力。以行条件不变，则汽轮机运行时真空系统的严密性对凝汽器压力影响非常大。
从调查情况看，高参数汽轮机的真空好坏主要与真空系统的严密性有关。
4 汽轮机真空系统严密性的检测范围
在机组运行中检查真空系统严密性的仪器是氦气检漏仪。该仪器可以检测真空系统中焊缝、管接头、法兰、和阀门结合处及轴封等的泄漏。使用时，将氦气接近真空系统中可能泄漏的地方，经真空泵后取样，有检漏仪指示出试样中含有的氦气度，并发出警报声响，从而分析确定泄漏的位置和泄漏的严重程度。检漏前，首先进行真空严密性试验或采取分系统隔离真空严密性试验对比方法，初步判断真空泄漏可能泄漏的地方，并根据分析结果、超标程度制订试验检测方案。分系统，逐个设备部件检查，一般情况下主要检测范围包括下面一些设备部件：
4.1 凝汽器及相连的负压系统
凝汽器在真空系统中占主要部分，与汽侧相连的设备管道有二级旁路、三级减温器、疏水扩容器、低加疏水、轴加疏水、空气管道、给水泵密封水回水、真空破坏门、水位计等。与负压系统有关的设备缺陷，如凝汽器底部热井焊缝、三级减温器焊缝和突变区应力集中部位裂纹，疏水扩容器长期冲刷、腐蚀造成泄漏，与负压系统有关的阀门、管道、联箱等老化，频繁操作造成的阀门格兰、法兰密封不严而影响真空严密性的情况也较为多见；另外汽轮机组的一些微正压部位，如中低压连通管法兰由于刚度差，易变形造成法兰泄漏，当低负荷时此处呈负压而写入空气的情况也时有发生。
4.2 低压缸部分
机组在正常运行时，低压排汽、末级抽汽管道和加热器部分处于负压，机组在80%额定负以下运行时，次末级抽汽管道和加热器部分也出现负压，低压缸上方大气释放阀、低压缸汽封以及接合面等常常是漏入空气的重点部位。
4.3 其他部位
低压缸防爆门、蒸汽联箱安全门阀芯封面损坏或安全门起座后回不到位，空气都会进入真空系统。机组长期运行中，真空压力表头松动、排气缸温度计套管磨穿、电接点水位计接点松动等原因，亦造成真空泄漏。
5 不同工况下查找、分析漏空点的实施方法
（1）机组是否启动、停运过
在发生真空系统漏空、真空严密性试验超出合格范围后，首先应认真回顾、分析异常发生前机组状态，是一直保持运行还是停运后的机组刚启动，对于运行中的机组需要确认有何操作，如为刚启動的机组，要检查是否有真空系统的疏、放水门没有关闭，或者是因机组启、停导致某些真空系统管道焊口裂缝漏空等。
（2）进行过哪些操作
在机组运行中，相同工况下，若发现凝汽器真空下降，且真空系统的漏空量有所增大，应认真检查所操作过的真空系统的阀门是否关严，尤其是放水门、放空气门等。
（3）是否发生过变工况
在采用上述方法无效果的情况下，则需检查机组是否发生过突甩负荷或负荷突升、突降、旁路调节阀突开、突关异常，这些异常工况极易造成温度波动较大区域的焊口、伸缩节等薄弱环节部位产生裂缝、裂口，这些裂缝部位往往在管道的保温层内，不易被发现，需花较大精力进行检查才能找出。
采用上述分析、试验并举的方法，能够快速、有效地查出漏空点。
6 结论
一般机组在真空严密性比较差的情况下，采用氦质谱检漏仪检漏后及时对负压设备和系统泄漏点进行堵漏处理，真空可提高1.5～2kPa，效果显著。
参考文献
[1] 张发明.300MW机组凝汽器真空问题的研究[J].汽轮机技术，2002，（02）.
[2] 周曦，曹祖庆.凝汽器内真空形成的讨论及压力的确定[J].汽轮机技术，1994，（02）.
[3] 熊晓明，刘光临.某电厂凝汽器冷端真空偏低现象的研究与解决[J].汽轮机技术，2004，（03）.
[4] 郑李坤，顾昌，闫桂焕.运行参数变化对凝汽器真空影响的探讨[J].汽轮机技术，2002，（06）.
[5] 冯慧雯，丁学俊，李树人，刘华堂.凝汽器设计参数变化对真空影响的分析[J].汽轮机技术，1994，（02）.
[6] 张卫会，李勇.真空系统严密性试验对凝汽器冷却管受力的影响分析[J].汽轮机技术，2000，（06）.