针对330MW机组凝汽器真空严密性监督及检查

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【摘 要】 凝汽器真空是汽轮机运行的一个重要指标。必须在凝汽器安装的过程中做好重点监督及检查，使其安装质量符合规范的相关要求，确保凝汽器真空严密性试验取得良好效果，为机组整套启动打下坚实的基础。本文结合国电兰州二热330MW机组凝汽器在做严密试验时真空差，说明在安装过程中就关键部位进行监督检查，使凝汽器真空下降值符合要求，真空严密性合格。

【关键词】 凝汽器 真空 严密性 监督 泄露

1 概述

（1）凝汽器设备是汽轮机组的重要辅机之一，是朗肯循环中的重要一节。对整个电厂的建设和安全、经济运行都有着决定性的影响。从循环效率看，凝汽器真空的好坏，即汽轮机组最终参数的高低，对循环效率所产生的影响是和机组初参数的影响同等重要的。所以在安装的过程中做好重点监督及检查，使其安装质量符合规范的相关要求，确保凝汽器真空严密性试验取得良好效果，对机组快速稳定启动具有重要意义。

（2）国电兰州二热工程设计安装N-20530-1型单背压、对分、双流程、表面式凝汽器，其主要由接颈、壳体、水室、排汽接管及附件等部件构成，整台凝汽器座落在5只混凝土支座上，并用预埋地脚螺栓固定。凝汽器Ф25×0.5的冷却不锈钢管共21641根，材质均为TP316L，管板由δ=3.5mm（材质TP316L）和δ=35mm（材质为SA516Cr.70）板复合制造而成。接颈与汽机低压缸通过金属膨胀节柔性连接。凝汽器接颈内布置#7、#8组合式低压加热器。凝汽器受运输条件限制，厂家散件出厂供货，然后由施工单位在现场组装，施工中对安装、焊接质量要求高。现以兰州二热330MW机组凝汽器真空差为例，说明凝汽器真空严密性监督及检查。

2 330MW机组凝汽器真空不合格原因及处理

2.1 凝汽器做严密性试验真空不合格原因分析

国家凝汽器真空严密性标准为：真空下降率小于0.4kpa/min为合格，下降率小于0.27kpa/min为良好，下降率下于0.13kpa/min为优秀。

兰州二热在进行凝汽器真空严密性试验发现真空下降率为1.2kpa/min，没有达到合格标准0.4kpa/min，说明真空严重不合格，决定用灌水法查漏，于2009年09月06日进行凝汽器高水位灌水，经过24小时压水检漏，发现如下漏点：1）#7/#8底部液位计接口渗漏；2）#7/#8低加液位计接管与一次关断门焊缝渗漏；3）轴封供汽支管至冷段调节阀管道焊缝渗漏；4）前水室固定端底层有一支不锈钢管胀口处渗漏；5）低压缸与凝汽器接颈排气接管渗漏。

2.2 凝汽器真空不合格的处理

针对上述第1）、2）、3）项漏点及时组织施工人员进行补焊处理，对凝汽器不锈钢管胀口的渗漏，第4）项漏点经在不锈钢管两端加装锥型堵头将不锈钢管两端封堵处理。第5）项漏点是排汽接管泄漏部位，我们检查发现具体的漏点需将其割开进一步确定具体的泄露点，由于排气接管属于设备，它的泄漏意味着属于设备缺陷，因此我们与厂家联系共同研究解决方案，最后决定用氧乙炔火焰割开设备进行漏点确认，此方法从根本上解决了此部位在运行中的泄漏，具体如下：现将排汽接管设备结构绘制如图所示（图一），图中件1为膨胀伸缩节，其材料钢号为1Cr18Ni9Ti，很薄，厚度仅有2mm，是汽轮机低压缸和凝汽器之间的核心设备，在汽缸和凝汽器受热膨胀不一致时，此部件能保证各自膨胀的相对位移，从而保证设备安全运行；图中件2和件3为厚度20mm厚的钢板，其材料钢号Q235A，膨胀节件1两端焊接在件2和件3上（图一中显示的两个黑色方块位置为焊接部位），经金属试验室光谱分析，此处的焊接所用材料应为不锈钢焊条，但实际焊接材料用J422普通焊条，焊材选用有问题导致运行中产生裂纹而泄漏，另一原因是件1只有2mm，件2、3为厚钢板，如果焊接电流等参数控制不当，焊接中件1容易产生熔化和小孔洞，导致三者之间的焊接质量严重不合格，表现在焊接外观质量差，高低不平，而且设备厂家用手工焊条电弧焊进行焊接；图中件4为膨胀节的保护罩，形状为弧形，在设备运输中和运行时保护膨胀节，在设备安装定位焊接完成后，将保护罩的下边割开（如图一所示位置），从而保证膨胀节自由膨胀。兰州二热2#机组在排气接管处的施工借鉴1#机组排气接管的经验，为防止排汽接管泄漏，保证设备运行真空度的方法如下：第一是将两半排汽接管组合成整体，并在件4保护罩上安装两个DN20的带丝扣的接管；第二是利用此接管安装管道，并连接手动水压泵和压力表；第三是向排汽接管灌水，当灌满水进行检查，发现有两处渗水，然后用手压泵升压到0.15MPa时，发现另外还有三处泄漏，现场将漏水地方做出标记，然后泄压放水；第四是立即用火焰割开件4保护罩和内侧限位挡板，进行件1膨胀节安装质量检查，对膨胀节在长度方向上的对接质量，膨胀节与上下钢板（件2、3）的焊接质量进行全部检查，对电弧焊接外观质量差的可疑部位全部进行打磨开，并选用钢号为1Cr18Ni9Ti的焊丝，调整焊接参数为低参数，改为氩弧焊进行焊接，发现不同材质和不同厚度的钢板焊接飞溅少，焊缝外观良好，焊缝高低均匀，全部焊接完后安装上割开的保护罩和内侧限位挡板。

上述漏点处理完后于2009年09月09日下午16：20重新进行水压试验，真空下降率为0.12kpa/min，证明严密性优秀。

2.3 凝汽器真空管道系统真空差的原因及处理

国电兰州1#机组试运行时发现凝汽器真空下降率为0.49kpa/min，超过标准真空下降率0.40kpa/min，停机后开始用系统隔离法进行查漏，发现真空管道法兰处有泄漏，经更换法兰垫片后进行真空系统严密性试验发现真空下降率为0.13kpa/min，真空优良。

3 凝汽器安装中对关键部位监督检查，确保真空

安装质量决定设备运行质量，因此在国电兰州2#机组借鉴1#机组经验，总结经验，力求质量一步到位，为凝汽器真空合格打基础，对以下关键部位进行监督检查。

3.1 凝汽器壳体组合安装的质量监督与控制

（1）凝汽器设备庞大，厂家只能散件出厂，而壳体部件都是由25mm厚的钢号为Q235A钢板拼焊而成，焊接量较大，因此焊接质量也决定着凝汽器的安装质量，在兰州二热2#机组凝汽器安装中，我方根据壳体组合的特点，结合各种焊接设备的优劣，优先选用了埋弧焊机进行焊接壳体，这种焊接工艺和设备对于较厚、平直、俯视、长直缝的焊接，此焊接方法优点突出，焊接速度大大提高，焊接外观成型相当好，从而改变了以前手工焊条电弧焊使用很多焊工，焊接速度慢，焊缝成型差的缺点，尤其在防止壳体组装变形方面发挥了很大的优势。

（2）凝汽器壳体外的短焊缝，如：低压加热器、内部加强板等部位的焊接，我方采取多名焊工沿同一方向分段退焊、跳焊、对称施焊等焊接工艺，保证了凝汽器的安装质量。

3.2 凝汽器与低压缸之间的排汽接管安装质量监督。此方法已在上述的2.2中叙述

3.3 加强冷却管安装质量的监督与检查，先进的安装工艺，提高了安装质量

（1）凝汽器冷却管是凝汽器本体设备的核心部件，保证其安装质量非常重要。冷却管在管板上的胀接质量和密封焊接质量不合格是导致凝汽器设备泄漏的重要原因之一，其原因就是冷却管安装过程中管板孔清理不干净，胀接设备张紧力不够造成。因此在这方面加强监督。

（2）凝汽器内部支撑冷却管的各个隔板安装数据偏差过大，运行一定时间后管子位移，使胀接和密封焊撕裂，造成冷却管泄漏，真空无法保证。因此在安装过程中对安装数据严格控制。

（3）先进的隔板和管板的安装技术解决了运行时由于冷却管反复振动和膨胀、收缩而导致在管板上的胀接松动和密封焊接产生裂纹，防止了冷却管在长期运行中出现泄漏情况。即兰州二热工程2#机组凝汽器内部共有11级隔板，每级隔板间距为850mm，在靠近前水室隔板就位找正后，其余隔板的最下边冷却管管孔中心比前一级隔板管孔高出3mm，这样第11级隔板管孔中心位置比第1级高出30mm，保证这一高差的原因是使乏汽在冷却管表面冷却后的凝结水从后水室沿着冷却管流向前水室，保证了换热效率，使冷却管在隔板上受力均匀，每级隔板均匀支撑着冷却管束。

3.4 凝汽器壳体渗油试验是检验焊缝的最直接最有效的方法，保证了焊缝的质量，更保证了凝汽器真空的严密性

3.5 真空系统中所有阀门安装前必须经过严密性试验检查，确保阀门合格，且系统阀门必须采用真空型或水封型阀门

3.6 凝汽器真空系统严密性检查与控制方法

凝汽器及其真空系统安装完毕后应检查系统的严密性，安装单位常用的真空系统严密性检查方法为灌水法、火烛法、肥皂水沫法、系统隔离法等。国电兰州二热2#机组凝汽器施工中，我方采用系统隔离法，取得了良好效果，现将此方法介绍如下：

（1）在国电兰州二热2#机组凝汽器及其真空系统设备安装完毕后，我方用系统隔离法监督检查严密性，此方法可在设备灌水和凝汽器抽真空运行状态下均可进行使用，能节省人力和缩短工期，而且质量也较好。

（2）我们以前检查严密性时，将所有真空系统和设备阀门全部打开投入运行，由于真空系统庞大，灌水时漏点较多，管道法兰、加热器法兰结合面、热工仪表、阀门多出漏水，导致整个汽机车间到处积水，给业主、监理留下了不好的影响，兰州二热2#机组凝汽器真空系统完工后监督检查时我们杜绝了这种现象。

（3）系统隔离法就是设备和系统逐个进行灌水检查，然后将真空系统扩大，直至所有系统全部检查完毕，当遇到漏水时应及时处理完毕，然后进行下一个系统检查。在兰州二热2#机组施工时，首先关闭与凝汽器相连接的所有管道阀门，用除盐水给凝汽器灌水，为防止凝汽器满水后原设计的支座不能承受大的压力，灌水前凝汽器底部做了临时支撑，灌水期间安排人员及时检查，当发现漏点时应停止灌水，放水处理后再进行灌水，直至灌水高度达排汽接管以上300mm停止灌水，在整个实际操作中仅发现有2根冷却管胀口轻度冒汗，另外一根冷却管本身制造质量不合格而漏水，我方将胀口轻度冒汗的管头打磨除掉密封焊，重新进行胀接，并再次进行密封焊接，对制造缺陷的管子我方加工圆锥形的铅棒两个，从管子两端楔入牢固封闭，这样处理后均取得了良好的效果。凝汽器监督检查完毕后，然后打开抽汽系统阀门，投入抽汽系统各设备，每级抽汽逐个投入逐个检查，当抽汽系统检查完毕后再投入疏水等系统，就这样所有真空系统逐步投入，对出现的阀门、法兰漏点逐步处理，最后完成真空系统的严密性监督检查工作。

4 结语

国电兰州1#机组存在真空下降现象主要是安装过程中质量控制不到位，本文说叙述的方法在青海华电2×330mw、国电兰州二热2×330MW机组实践中已证明了只要在安装过程中对凝汽器真空严密性的监督检查到位，可提高凝汽器真空，它不仅为设备的运行提供方便还增加了设备的使用寿命。

参考文献：

[1]中国电力企业联合会建工作部DL5011-92《电力建设施工及验收技术规范》（汽轮机组篇）[S].

[2]《N-20530-1型凝汽器》[P].上海动力设备有限责任公司，2009年4月.

[3]张卓澄.大型电站凝汽器[M].北京：机械工业出版社，1993.

[4]杨善让.汽轮机凝汽设备及运行管理[M].北京：水利电力出版社，1993.

[5]《凝汽器与真空系统运行维护导则》（DL/T932-2005）有关内容要求进行真空严密性试验.