600MW电厂真空系统分析及查漏
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通过关紧该机组所有加热器及除氧器事故疏 水阀，打开两台循环水泵及三台真空泵，以及凝汽 器灌水查漏后基本可以排除设备故障及凝汽器水 侧泄漏的可能。 通过分析机组运行数据，发现机组 运行负荷与真空值有如图 2 所示关系。
图 2 机组负荷变化与真空度关系
通常机组正常运行过程中随着负荷的增大，排 入凝汽器的热负荷也随之增加，因此造成凝汽器真 空下降，但图 2 显示随着负荷的增加，机组凝汽器 真空值也随之增大。 通过分析汽轮机热力系统各设 备运行特征， 可以断定该漏点处于 6 号、7 号、8 号 低加或者主汽轮机与给水泵汽轮机轴封处，因为这 些区域处于负压区，存在空气漏入的可能。 但随着 机组负荷的增加，其压力也相应上升，而通过位于 这些部位漏空点漏入的空气量将会随之减少，特别 是 6 号低加，随着负荷从低到高，其压力会从负压 转变为正压，这样，在高负荷情况下，即使 6 号低加 有漏点也不可能有空气漏入。 2.3 通过观察检测氦气浓度，远距离发现大漏点
(5) 凝汽器水位过高。 凝汽器中凝结水液面超 出热井水位计上限，淹没部分冷却水管时，由于凝汽 器汽侧冷却面积减少而使真空缓慢下降，严重时，如 水位升高凝结水进入抽气管，则真空迅速下降。
(6) 抽气设备工作不正常。真空泵工作不正常， 必然引起凝汽系统的不可溶气体不断增多,导致凝 汽系统真空降低。
(7) 真空系统不严密，漏入凝汽器汽侧的空气 量增多，抽气器超负荷工作引起真空下降。
2009 年第 4 期
封系统故障，大量空气从汽轮机后汽封吸入引起真 空快速下降。
(3) 凝汽器循环冷却水中断或水量不足。 循环 水中断， 将出现凝汽器循环水进口失压的情况，导 致汽轮机排汽温度急骤升高，真空迅速降低。 循环 冷却水量不足，不能满足冷却汽轮机全部排汽量的 要求，将导致真空的逐渐下降。
(4) 循环冷却水进口温度高，必然会影响到汽 轮机排汽的冷却，进而影响到机组的真空。
关键词：氦质谱查漏；负荷；真空；氦气上飘查漏
中 图 分 类 号 ：TK267
文 献 标 识 码 ：A
文 章 编 号 ：1006-6519(2009)04-0044-02
600MW Power Plant Vacuum System Leak Detection and Analysis
CAI You-min， GAO Man-sheng， PENG Tian-bo
4 鸟害预防对策
5 结束语
鸟类威胁电网安全运行的问题在全国电力系 统普遍存在并且呈上升趋势，主要原因是人类对自 然生态环境保护意识的加强，鸟类的繁衍数量逐渐 增多，活动范围也日趋扩大。 因此，对于输电线路的 防鸟害， 不仅要不断更新使用各种防鸟害措施，还 应该从研究鸟的种群分布、生活习性及规律、迁徙
查漏过程中扩大了有效搜索范围。
漏点，直接对该处喷氦，捕捉的氦气浓度为 5.0×10～
在实际应用过程中灵活使用以上两点经验，能大
5 Pa·m3/s，堵漏后机组真空提高 2.1 kPa，为 该厂解
大降低真空查漏的工作强度，及早发现存在的漏点。
决近半年来未能解决的难题。
3结论
(1) 真空系统漏空气导致真空度低，漏点主要
(Hubei Electric Power Testing and Research Institute，Wuhan 430077, China) Abstract: By using helium mass spectrometer leak detector, analyzing the variation from relationship between load and vacuum value, using helium diffuse method，abig leak was found out in one of the Hubei 600MW turbine vacuum system，saved social and economical benefits. Key Words:helium mass spectrum leak detecting； load； vacuum; helium diffuse
本次试验使用的氦质谱检漏仪可以检测到空 气中氦气的最低相对浓度为 10～9 Pa·m3/s。 氦气是 自然界仅次于氢气的第二轻的气体，喷出后在空气 中向上迅速扩散。 根据气体扩散规律，距漏孔越远 氦气浓度越低，所以吸枪离漏孔越远，检漏灵敏度 越低，漏孔位置的判断误差越大[2]。 但在实际应用过 程中，检漏仪的灵敏度还与释放的氦气量有关。 在 室内静止空气条件下，吸枪离氦气释放垂直高度与 检漏仪检测浓度的关系如图 3 所示。可以看出随着 吸枪与喷氦点高度的增加， 检测浓度先是明显下 降，但到达 1 m 以上时，检测浓度基本稳定在 10～6 数量级附近，随着喷氦量的多少有所波动。
1 试验仪器介绍
试 验 使 用 的 是 Leybold 公 司 生 产 的 PhoeniXL300 氦质谱检漏仪， 检测灵敏度为 10～12 Pa·m3/s。
2 检测方法及技巧
在长期的检漏工作中，试研院总结出了一些实 用方法和检漏技巧，并灵活运用到此次检漏试验过 程中，大大缩短了检漏时间，提高了工作效率。
- 45 -
第 22 卷
输电线路鸟害故障原因分析与防范
2009 年第 4 期
端固定、一端散开，形成“蘑菇”状，或采用冷拔钢丝
活动，避免因鸟粪大量集中而造成闪络事故。
焊接成“云杉树”状。 这种措施制作简单、安装方便，
(3) 加强线路巡视，若发现铁塔绝缘子挂点上
从目前使用情况看效果较好。 但这种“鸟刺”也有它
图 1 真空查漏原理图 收稿日期：2009 － 06 － 09 作者 简 介：蔡攸敏（1981-)，男，湖南常德人，助理工程师，硕士.
- 44 -
2.1 检漏原理 本次试验采用吹喷法进行，系统原理图如图 1
所示。 凝汽器真空系统压力低主要是由于系统内有 管道或仪表接口松动，垫片破损或焊口裂缝造成空 气被吸入产生的。 漏入真空系统的空气通过真空泵 抽出，排到大气中。 试验中，将高灵敏度氦质谱检漏 仪的吸枪架在真空泵排气口；将氦气喷洒到真空系 统各个可能的发生泄漏的区域。 若有漏点，氦气将 被负压吸入到凝汽器中，由真空泵抽出并通过排气 口排到大气中。 这时，吸枪会吸入部分带有氦气分 子的气体， 检漏仪便会显示出检测到的氦气分子 量。 漏点越大，被吸入的氦气分子量就越多，从而被 检漏仪捕捉到的氦气分子也越多，这样就能准确锁 定漏点的位置和大小。 2.2 分析运行数据，发现漏点特殊性
组主要运行数据与真空变化之间的关系，以便圈定
该大漏孔中进入所致。
漏点可能存在的区域。
通过以上两点的分析，顺藤摸瓜，盘查 B 小汽
(2) 氦气上飘查漏是实际应用中十分可靠的检
机底部及周围处于负压或随负荷变动压力也随之
查方法，它能远距离确定漏点的大体位置，在实际
变化的管道，终于在前轴封一挡漏汽法兰处发现大
参考文献： [1] DL/T932-2005.凝汽器与真空系统运行维护导则[S]. [2] 中川 洋(日).防 止 泄 漏的 理 论 和 实 际 应 用[M].北 京 ：
化 学 工 业 出 版 社 ，1983.
建设资源节约型 环境友好型社会
- 49 -
(2) 结合停电检 修工作,适时 开 展 绝 缘 子 清 扫
参考文献： [1] 雷江 转 ，刘望 来．鸟 的习 性 及 鸟害 防 护 的研 究[J]．广
东 输 电 与 变 电 技 术 ，2007(3)：46-48． [2] 郭 伟 跃 ．美 国 输 电 线 路 和 变 电 站 电 气 设 备 防 鸟 害
（上接第 45 页）
存在水侧， 汽测以及 6 号、7 号、8 号低加或者主汽
过堵漏后真空值依然没有好转。 经与上图分析比较
轮机与给水泵汽轮机轴封变压力区域等几种可能。
后判断，漏点不在小机排汽缸处，应该在以上 3 m
在机组真空系统开始喷氦查漏之前，应详细分析机
甚至以外区域，氦质谱仪捕获的氦气为上飘氦气从
(5) 建立防鸟工作资料台帐，做到记录与现场
工作，同时钢针变形、断落时会威胁线路的安全。
情况相符。
(5) 大盘径硅橡胶裙罩 从使用情况看，因受硅胶材质的限制，直径只 能在 400～600 mm 之间，安装于横担第一片绝缘子 上方，它的优点是盘径增大，防鸟粪功能突出。 缺点 是材质较软,可能在自重作用下变形，另外还会影 响绝缘子自洁功能。
汽轮机组真空性能对机组的运行效率影响十 分突出，目前已经有不少文献进行了讨论。
由于真空系统漏空气等多种因素影响，湖北某 电厂 600 MW 机组的真空水平长期低于设计水平， 2008 年 4 月份以来，机组真空下降明显，给该厂造 成巨大的经济损失。 为此，该厂决定由湖北电力试 研院为其真空系统查漏。
措 施 [J]．中 国 电 力 ，2006，39(8)：82-84． [3] 范 作 杰．输 电 线 路 鸟 害 研 究 及 驱 鸟 装 置 的 研 制[D]．
呼 和 浩 特 ：内 蒙 古 大 学 ，2005．
．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
以上真空系统不严密漏空气，漏点部位主要分 水侧和汽侧两大类。 如泄漏点在水侧，特别是凝汽 器内水面以下，则该漏点对真空值影响较小，而对 凝结水内溶氧量影响较大；如泄漏点处于凝汽器内 水面以上，则该漏点对真空值影响较大，而对凝结 水内溶氧量影响较小。 这主要是因为凝结水面下的 漏空点漏入空气直接进入水内，随着凝结水泵进入 凝结水系统，所以凝结水样含氧量较高；在水面以 上漏空点,其漏入的空气与下移凝结的蒸汽进行暂 短的接触后，就被真空泵吸出，这样，蒸汽中仅微量 氧气混杂在凝结水中。
方有鸟巢，应尽快拆除并安装防鸟设施。
的缺点，一是防鸟刺为螺栓固定型，时间久了易生
(4) 在鸟害季节里，加强对鸟类活动情况观察
图 2 机组负荷变化与真空度关系
通常机组正常运行过程中随着负荷的增大，排 入凝汽器的热负荷也随之增加，因此造成凝汽器真 空下降，但图 2 显示随着负荷的增加，机组凝汽器 真空值也随之增大。 通过分析汽轮机热力系统各设 备运行特征， 可以断定该漏点处于 6 号、7 号、8 号 低加或者主汽轮机与给水泵汽轮机轴封处，因为这 些区域处于负压区，存在空气漏入的可能。 但随着 机组负荷的增加，其压力也相应上升，而通过位于 这些部位漏空点漏入的空气量将会随之减少，特别 是 6 号低加，随着负荷从低到高，其压力会从负压 转变为正压，这样，在高负荷情况下，即使 6 号低加 有漏点也不可能有空气漏入。 2.3 通过观察检测氦气浓度，远距离发现大漏点
(5) 凝汽器水位过高。 凝汽器中凝结水液面超 出热井水位计上限，淹没部分冷却水管时，由于凝汽 器汽侧冷却面积减少而使真空缓慢下降，严重时，如 水位升高凝结水进入抽气管，则真空迅速下降。
(6) 抽气设备工作不正常。真空泵工作不正常， 必然引起凝汽系统的不可溶气体不断增多,导致凝 汽系统真空降低。
(7) 真空系统不严密，漏入凝汽器汽侧的空气 量增多，抽气器超负荷工作引起真空下降。
2009 年第 4 期
封系统故障，大量空气从汽轮机后汽封吸入引起真 空快速下降。
(3) 凝汽器循环冷却水中断或水量不足。 循环 水中断， 将出现凝汽器循环水进口失压的情况，导 致汽轮机排汽温度急骤升高，真空迅速降低。 循环 冷却水量不足，不能满足冷却汽轮机全部排汽量的 要求，将导致真空的逐渐下降。
(4) 循环冷却水进口温度高，必然会影响到汽 轮机排汽的冷却，进而影响到机组的真空。
关键词：氦质谱查漏；负荷；真空；氦气上飘查漏
中 图 分 类 号 ：TK267
文 献 标 识 码 ：A
文 章 编 号 ：1006-6519(2009)04-0044-02
600MW Power Plant Vacuum System Leak Detection and Analysis
CAI You-min， GAO Man-sheng， PENG Tian-bo
4 鸟害预防对策
5 结束语
鸟类威胁电网安全运行的问题在全国电力系 统普遍存在并且呈上升趋势，主要原因是人类对自 然生态环境保护意识的加强，鸟类的繁衍数量逐渐 增多，活动范围也日趋扩大。 因此，对于输电线路的 防鸟害， 不仅要不断更新使用各种防鸟害措施，还 应该从研究鸟的种群分布、生活习性及规律、迁徙
查漏过程中扩大了有效搜索范围。
漏点，直接对该处喷氦，捕捉的氦气浓度为 5.0×10～
在实际应用过程中灵活使用以上两点经验，能大
5 Pa·m3/s，堵漏后机组真空提高 2.1 kPa，为 该厂解
大降低真空查漏的工作强度，及早发现存在的漏点。
决近半年来未能解决的难题。
3结论
(1) 真空系统漏空气导致真空度低，漏点主要
(Hubei Electric Power Testing and Research Institute，Wuhan 430077, China) Abstract: By using helium mass spectrometer leak detector, analyzing the variation from relationship between load and vacuum value, using helium diffuse method，abig leak was found out in one of the Hubei 600MW turbine vacuum system，saved social and economical benefits. Key Words:helium mass spectrum leak detecting； load； vacuum; helium diffuse
本次试验使用的氦质谱检漏仪可以检测到空 气中氦气的最低相对浓度为 10～9 Pa·m3/s。 氦气是 自然界仅次于氢气的第二轻的气体，喷出后在空气 中向上迅速扩散。 根据气体扩散规律，距漏孔越远 氦气浓度越低，所以吸枪离漏孔越远，检漏灵敏度 越低，漏孔位置的判断误差越大[2]。 但在实际应用过 程中，检漏仪的灵敏度还与释放的氦气量有关。 在 室内静止空气条件下，吸枪离氦气释放垂直高度与 检漏仪检测浓度的关系如图 3 所示。可以看出随着 吸枪与喷氦点高度的增加， 检测浓度先是明显下 降，但到达 1 m 以上时，检测浓度基本稳定在 10～6 数量级附近，随着喷氦量的多少有所波动。
1 试验仪器介绍
试 验 使 用 的 是 Leybold 公 司 生 产 的 PhoeniXL300 氦质谱检漏仪， 检测灵敏度为 10～12 Pa·m3/s。
2 检测方法及技巧
在长期的检漏工作中，试研院总结出了一些实 用方法和检漏技巧，并灵活运用到此次检漏试验过 程中，大大缩短了检漏时间，提高了工作效率。
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第 22 卷
输电线路鸟害故障原因分析与防范
2009 年第 4 期
端固定、一端散开，形成“蘑菇”状，或采用冷拔钢丝
活动，避免因鸟粪大量集中而造成闪络事故。
焊接成“云杉树”状。 这种措施制作简单、安装方便，
(3) 加强线路巡视，若发现铁塔绝缘子挂点上
从目前使用情况看效果较好。 但这种“鸟刺”也有它
图 1 真空查漏原理图 收稿日期：2009 － 06 － 09 作者 简 介：蔡攸敏（1981-)，男，湖南常德人，助理工程师，硕士.
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2.1 检漏原理 本次试验采用吹喷法进行，系统原理图如图 1
所示。 凝汽器真空系统压力低主要是由于系统内有 管道或仪表接口松动，垫片破损或焊口裂缝造成空 气被吸入产生的。 漏入真空系统的空气通过真空泵 抽出，排到大气中。 试验中，将高灵敏度氦质谱检漏 仪的吸枪架在真空泵排气口；将氦气喷洒到真空系 统各个可能的发生泄漏的区域。 若有漏点，氦气将 被负压吸入到凝汽器中，由真空泵抽出并通过排气 口排到大气中。 这时，吸枪会吸入部分带有氦气分 子的气体， 检漏仪便会显示出检测到的氦气分子 量。 漏点越大，被吸入的氦气分子量就越多，从而被 检漏仪捕捉到的氦气分子也越多，这样就能准确锁 定漏点的位置和大小。 2.2 分析运行数据，发现漏点特殊性
组主要运行数据与真空变化之间的关系，以便圈定
该大漏孔中进入所致。
漏点可能存在的区域。
通过以上两点的分析，顺藤摸瓜，盘查 B 小汽
(2) 氦气上飘查漏是实际应用中十分可靠的检
机底部及周围处于负压或随负荷变动压力也随之
查方法，它能远距离确定漏点的大体位置，在实际
变化的管道，终于在前轴封一挡漏汽法兰处发现大
参考文献： [1] DL/T932-2005.凝汽器与真空系统运行维护导则[S]. [2] 中川 洋(日).防 止 泄 漏的 理 论 和 实 际 应 用[M].北 京 ：
化 学 工 业 出 版 社 ，1983.
建设资源节约型 环境友好型社会
- 49 -
(2) 结合停电检 修工作,适时 开 展 绝 缘 子 清 扫
参考文献： [1] 雷江 转 ，刘望 来．鸟 的习 性 及 鸟害 防 护 的研 究[J]．广
东 输 电 与 变 电 技 术 ，2007(3)：46-48． [2] 郭 伟 跃 ．美 国 输 电 线 路 和 变 电 站 电 气 设 备 防 鸟 害
（上接第 45 页）
存在水侧， 汽测以及 6 号、7 号、8 号低加或者主汽
过堵漏后真空值依然没有好转。 经与上图分析比较
轮机与给水泵汽轮机轴封变压力区域等几种可能。
后判断，漏点不在小机排汽缸处，应该在以上 3 m
在机组真空系统开始喷氦查漏之前，应详细分析机
甚至以外区域，氦质谱仪捕获的氦气为上飘氦气从
(5) 建立防鸟工作资料台帐，做到记录与现场
工作，同时钢针变形、断落时会威胁线路的安全。
情况相符。
(5) 大盘径硅橡胶裙罩 从使用情况看，因受硅胶材质的限制，直径只 能在 400～600 mm 之间，安装于横担第一片绝缘子 上方，它的优点是盘径增大，防鸟粪功能突出。 缺点 是材质较软,可能在自重作用下变形，另外还会影 响绝缘子自洁功能。
汽轮机组真空性能对机组的运行效率影响十 分突出，目前已经有不少文献进行了讨论。
由于真空系统漏空气等多种因素影响，湖北某 电厂 600 MW 机组的真空水平长期低于设计水平， 2008 年 4 月份以来，机组真空下降明显，给该厂造 成巨大的经济损失。 为此，该厂决定由湖北电力试 研院为其真空系统查漏。
措 施 [J]．中 国 电 力 ，2006，39(8)：82-84． [3] 范 作 杰．输 电 线 路 鸟 害 研 究 及 驱 鸟 装 置 的 研 制[D]．
呼 和 浩 特 ：内 蒙 古 大 学 ，2005．
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以上真空系统不严密漏空气，漏点部位主要分 水侧和汽侧两大类。 如泄漏点在水侧，特别是凝汽 器内水面以下，则该漏点对真空值影响较小，而对 凝结水内溶氧量影响较大；如泄漏点处于凝汽器内 水面以上，则该漏点对真空值影响较大，而对凝结 水内溶氧量影响较小。 这主要是因为凝结水面下的 漏空点漏入空气直接进入水内，随着凝结水泵进入 凝结水系统，所以凝结水样含氧量较高；在水面以 上漏空点,其漏入的空气与下移凝结的蒸汽进行暂 短的接触后，就被真空泵吸出，这样，蒸汽中仅微量 氧气混杂在凝结水中。
方有鸟巢，应尽快拆除并安装防鸟设施。
的缺点，一是防鸟刺为螺栓固定型，时间久了易生
(4) 在鸟害季节里，加强对鸟类活动情况观察
