试析汽轮机真空系统出现泄漏的原因与防范手段

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摘 要：凝汽式汽轮机组在正常运行当中，一旦真空系统发生泄漏，必然会影响汽轮机组正常运行的安全性、稳定性、以及经济性，严重的情况下可能导致安全事故的发生。所以真空系统泄漏原因的排查以及防范手段的制定，将对凝汽式汽轮机应用效益的提升产生影响。

关键词：汽轮机；真空系统；泄漏原因；防范手段

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.08.038

0 前言

真空系统是凝汽式汽轮机附属设备的重要组成部分，一旦出现泄漏现象就会导致机组设备的严密性大打折扣，对设备正常运行将带来重大的安全隐患。本文将针对汽轮机真空系统泄漏的特点、原因进行分析，并制定相关防范手段，以提高凝汽式汽轮机组的安全经济运行。

1 汽轮机真空系统出现泄漏的相关特征分析

汽轮机的真空系统如果出现了泄漏的现象，就会导致整台汽轮机出现严密性下降的状况，从而导致凝汽器汽测空间内存在的空气总量出现持续的增加，进而导致空气压力不断上升；在此过程中，凝汽器内部会进入大量的空气，使冷却水管受到凝结蒸汽的影响，让冷却水管壁放热系数降低，引发导热系数减小、热量传递降低等一系列问题的发生。通过上述分析我们便可以对汽轮机真空系统出现泄漏的特征进行描述：即排出气体温度持续上升，引发背压增大，真空度不断降低，端差增加，引发凝结水温度持续攀高，最终引发过冷度与凝结水含氧量数值的不断变大。

2 汽轮机真空系统出现泄漏的原因

（1）轴封系统的结构以及径向间隙存在问题。现在使用的单进、出油封系统的轴封套的上半部分基本都没有进出油管，进出油管大部分都存在于油封系统的下半部分，所以这就导致了轴封系统压力呈现上高下底的状况，使得上下轴封压力存在差异的不均匀现象，致使轴封系统的密封性能大打折扣。加之轴封气封的间隙大小、封件完整度在长期使用中发生了变化，这也成为了引发轴封泄漏的重要原因。

（2）低压缸的结合面部位出现泄漏状况。在进行汽缸低压缸的制造、检修、质检过程中一旦发生瑕疵，都容易造成低压气缸出现问题，这种现象极易导致气缸的法兰结合部的接触出现活动或者让应力留在里面，致使机组运行后开始漏汽；其次，机组在运行的过程中如果启动与停止时的加减负荷过猛，也会让汽缸出现快速的热胀冷缩现象；第三，是机组停止运转后，工作人员过早的祛除了保温设施，让机体外部的冷空气在机组温度还没有完全降低的状况下涌入汽缸当中，使汽缸内外管壁温度温差变化过大，引发上下缸结合面吻合度降低，让汽缸局部位置产生缝隙，从而引发外部气体快速进入，使汽缸内部的真空度快速降低。

（3）小汽机轴封在送气过程中存在问题。当汽轮机组工作之后，通过高低压差的变化主机轴封就可以完成自密封与自动跟踪活动；但是，小汽机的轴封送气方法则是通过在主机轴封供气管道上直接引入其前后轴封进行完成的，这种方法会导致小汽机前后轴封所产生的阻力存在差异，这就使得送气压力在前后调节中过于困难，最终使小汽机的前后轴封发生泄漏现象。

（4）其他泄漏原因。由于汽轮机组内部系统繁多，所以中压疏水系统内漏、低压防爆门泄漏、排气管输水U型水封出现磨损等导致的泄漏现象也是造成汽轮机真空系统泄漏的重要原因之一。

3 汽轮机真空系统泄漏检测及诊断

目前真空系统的查漏的方法有灌水查漏、火烛法、卤素查漏法、超声法、氦质谱查漏仪。前2种传统的检漏法只能用来确定大量漏气的地点，无法确定较小的漏空位置。该方法需要消耗大量的时间、人力、物力，并且取得的准确性较低。当前，氦查谱查漏仪的应用比较广泛，因为他的准确度高、灵敏性好、反应速度快、环保效益高等特点，正逐渐的被广泛的应用于汽轮机真空系统泄漏检查工作的开展当中。氦质谱检漏是在质谱室中将气体电离，利用不同荷质比的离子具有不同电磁特性的特点而将示踪气体分离、检测并加以显示的新技术。

4 汽轮机真空系统泄漏的防范手段

（1）应用新型结构的气封。常规使用的梳齿式气封块已经不再适合现代汽轮机组设备，由于该汽封块的密封间隙在较小的时候会使腔内气流发生激振现象，并带动机组产生较为强烈的震动，引发的危险严重；其常规解决办法为将密封间隙增大、降低振动频率，但是最终却容易引发泄漏与严密性降低的危险。所以，应用密封性结构好、抗磨损的蜂窝式气封等，将有效的避免上述问题的发生，提高经济及社会效益，强化设备运行的安全可靠性。

（2）对轴封的系统结构进行更改。通过对高低压轴封供压系统进行重新设计与改进，将有效的解决高低压轴封供汽压力差异过大的问题。在改进的过程中，可以在原有轴封系统的基础之上添加一套新的轴封供气压力调节稳定装置，从而使高低压轴封供气的控制分离。提高高低压轴封系统在控制压力过程中的自动化程度与独立性，进而将高压冒汽的问题彻底的解决。通过该方法的使用，还可以有效的对汽轮机组的在启动时出现的胀差进行控制、管理。

（3）将排空气门与部分放水门去除。机组真空系统直接与凝汽器相连的补水系统、低压加热器系统、事故疏水系统的管道上排空气门很多，系统复杂，操作检查步骤十分繁琐。运行实践表明，真空系统管路和阀门越多泄漏点也就越多，这些排空气门、排空气管路大都带有泄漏之处，在进行此类设备部件的严密性检查以及问题消除中也存在较大的难度，从而使汽轮机组运行的安全可靠性大打折扣，提高了危险系数；所以，将整套汽轮机组的凝汽器真空系统直接连接的排空气门及部分放水门去除，将有效的提高凝汽器真空系统的真空度，降低危险系数、避免安全事故的发生。

（4）保障U型水封在轴封系统中的稳定工作状态。一旦U型水封出现磨损、破裂，就会影响到水泵的密封效果，引起外界空气大量进入到汽轮机组的内部。不仅如此，若轴封加热器输水水封出现损坏，必然会将轴封加热器水位拉低，从而使本身在轴封系统加热器内的气体被快速的吸入到凝气器当中，影响了机组的正常运转。所以，保证U型水封的完整性与质量，将有助于轴封系统的正常运转，避免问题的发生。

5 结语

总之，做好汽轮机真空系统检查工作，针对相关问题积极的制定防范措施，并更新现有设备部件，做好监督、检查管理工作，强化泄漏监测、维修能力，必然能够有效的避免汽轮机真空系统泄漏问题的发生，提高汽轮机运行的经济及社会效益。

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