双背压单流程凝汽器真空严密性试验优化
【摘要】某电厂双背压单流程凝汽器水冷机组，长期真空严密性试验发现会出现高压侧与低压侧结果偏差很大等异常现象，对此进行长期总结和分析，对结果重新有一定的认识，进而对真空严密性试验进行优化，为凝汽器高低压侧的严密性提供更准确的信息。
【关键词】真空严密性；优化
1.引言
汽轮机凝汽器真空是汽轮机安全、稳定、经济运行的重要指标，凝汽器真空低会减少蒸汽在汽轮机的有效焓降[1]，增加真空泵耗电率，增加了机组的热耗率和供电煤耗率，使机组的热经济性下降；由于漏入空气引起真空低可能导致凝结水含氧量大，引起低压加热器管束腐蚀[1]；过低的真空会引起汽轮机的轴向推力增大、低压缸变形、机组振动增大和凝汽器管端连接胀口松动等安全隐患。
为了掌握汽轮机的真空严密性程度，进而提高汽轮机运行真空，需要对汽轮机真空系统进行准确的真空严密性试验。
2.真空严密性试验结果发现的问题
双背压单流程凝汽器有以下优点：（1）一定条件下，双背压式凝汽器的平均折合压力比单压式的低，总的冷却效果好。（2）双背压凝汽器可将低压侧凝结水引入高压侧加热，以提高凝结水温度，减少低压加热器的抽汽量，减小发电热耗率[2]。正因为双背压凝汽器的这些优点，大多机组都采用双背压凝汽器。然而在进行真空严密性试验时，发现某厂的4台双背压单流程凝汽器水冷机组，真空严密性试验结果会出现下面几种现象：（1）高压侧结果远小于低压侧，高压侧结果很小，个别分钟下降出现负值，结果甚至出现负数。（2）两侧真空差值越大，每分钟下降速度相差越大。延长真空严密性试验时间，两侧偏差会降低。（3）通过真空每分钟下降速度初步判断漏点出现的大方位。
3.对真空严密性试验结果发现的问题进行分析
上述的真空严密性试验结果为负值等现象很明显不能真实反应凝汽器真空系统严密性的程度，怎么才能使结果更接近真实值呢，对此我通过具有代表性的1号和2号机组进行举例分析，找到其中的问题并予以解决。
某厂1号和2号机组是上海动力设备有限公司生产的凝汽器型号为N-32400-1，设计为双壳体、双背压、单流程、表面式，冷却面积32400 m2，冷却水量61920m3/h，凝汽器热负荷7.34×105kJ/s，凝结水温度35.7 ℃，可在机组最大出力、循环冷却水温33℃，背压不大于11.8kPa工况下长期运行。循环水系统为闭式循环，补给水为黄河水和地下备用水源。
1号和2号机组真空严密性试验存在的现象主要是以下点并进行分析：
3.1.高压侧结果远小于低压侧，高压侧结果很小，个别分钟下降出现负值，结果甚至出现负数。例如：表1和表2。从表1中发现高压侧第1、3、6、7分钟下降为负值，后5分钟平均下降值是-46也是负值；表2中第2、4、7分钟下降为负值，后5分钟平均下降值是-13.6也是负值，这个结果很明显是不真实的：在主蒸汽参数不变的情况下，没有了真空泵的抽吸，凝汽器的真空只会下降不可能升高，因为凝汽器不可能是完全严密的，只要有微小的漏点，就会有空气被吸入凝汽器，使真空下降；低压缸排汽中的不凝结汽体也会降低真空。所以说
这种情况的出现，不能简单认为凝汽器严密性非常好，不能被这种异常现象所蒙蔽。
3.2.两侧真空差值越大，每分钟下降速度相差越大。延长真空严密性试验时间，两侧偏差会降低。例如：表3、表4。从表3中发现当两侧真空值相差较大的前3分钟，低压侧与高压侧真空下降速度差值的平均值384Pa/min左右，第4分钟后，两侧真空值相差逐渐变小，低压侧与高压侧真空下降速度也从是236Pa/min降低到更低的平均值44Pa/min左右，并且低压侧的真空每分钟下降速度从不合格转变为合格，这是质的变化，这种现象在我们日常的试验中经常出现。我们将试验的时间延长，再看一下表4，前6分钟每分钟低压侧和高压侧下降速度的差值由278 Pa/min左右下降至后5分钟的56.6Pa/min，第3～8min高压侧真空下降速度149Pa/min，低压侧真空下降速度228.8 Pa/min，两侧真空下降速度平均188.9 Pa/min，第6～11min高压侧真空下降速度111.4 Pa/min，低压侧真空下降速度168 Pa/min，两侧真空下降速度平均139.7Pa/min，做8分钟试验和11分钟试验结果做一下对比：后者高压侧比前者小37.6 Pa/min、尤其是后者低压侧比前者小60.8 Pa/min这个的差值还是比较大的。
造成3.1和3.2的主要原因是开始试验时低压侧的真空远大于高压侧，低压侧的凝汽器好像是一个小真空泵对高压侧凝汽器进行抽吸，高压侧下降速度小，低压侧下降速度大，随着试验时间的推移，两侧真空偏差变小，当两侧的真空值达到相近后，低压侧的凝汽器不再具有一个小真空泵的功能，不再对高压侧凝汽器进行抽吸，两侧的真空下降速度真正是因为漏点漏进的空气和少量排汽的不凝结汽体，所以此时下降的速度是凝汽器真空严密性的真实记录。
3.3.通过下降速度初步判断漏点出现的大方位。1号机组2月真空严密性试验高压侧：477.6 Pa/min，低压侧：480.8 Pa/min。试验结论：1号机组高、低压侧均不合格。这次试验与以往不同的是高低压侧真空下降速度很相近，没有出现高压侧真空下降速度远小低压侧真空下降速度的结果，所以怀疑高压侧凝汽器存在漏点，通过真空系统查漏也证实了这个观点。例如表5。从表5中可以看出真空系统的漏点主要存在于凝汽器高压侧，原因是高压侧漏点较大，低压侧这个“小真空泵”不能将漏入高压侧的气体完全抽到低压侧，所以高压侧的下降速度也很大；进行封堵漏点后进行真空严密性试验高压侧232.0 Pa/min，低压侧247.2 Pa/min，合格。
2号机组2月真空严密性试验高压侧：434.8 Pa/min，低压侧：502 Pa/min。试验结论：2号机组高、低压侧均不合格。这次同样是怀疑凝汽器真空漏点主要出现在高压侧，经过真空查漏证实这个观点，原因同样是高压侧漏点较大，低压侧这个像是小真空泵不能将漏入高压侧的气体完全抽到低压侧，所以高压侧的下降速度也很大；进行封堵漏点后进行真空严密性试验结果HP：129.6 Pa/min；LP：135.8 Pa/min。
4.真空严密性试验优化
因为双背压单流程凝汽器有高压侧和低压侧，真空严密性试验就会出现文中阐述的那两个问题，所以我们必须进行解决，对真空严密性试验进行优化。方法1.将国标规定的8分钟真空严密性试验时间增加延长，然后取稳定的后5分钟平均下降速度，避免出现高压侧很小，低压侧很大甚至不合格的现象出现。方法2 .如果凝汽器真空值太低，不允许延长试验时间，需要取高低压两侧的下降速度的平均值作为试验结果，因为这时高压侧很小、低压侧很大，它们都不能代表真实值，但平均值可以反应此时凝汽器高低压侧的总体严密程度。
如果真空严密性试验时高压侧真空值下降速度从前几分钟开始就很大，很有可能是高压侧存在较大漏点，应该将高压侧放在真空查漏的重点位置，也不排除高低压侧都存在较大漏点的可能，总之高压侧一定要认真查找漏点。如果高压侧真空值下降不大，低压侧很大，很有可能是低压侧存在较大漏点，应该将低压侧放在真空查漏的重点位置，这样可以使真空查漏的效率提高。
参考文献：
[1] 李青，公维平。火力发电厂节能和指标管理技术。北京：中国电力出版社，2009
[2] 沈士一，庒贺庆，康松，庞立云。汽轮机原理。北京：中国电力出版社，1992.6（1998重印）
