曹妃甸新天液化天然氣有限公司 高 峰 趙文濤

通過對(duì)大量燃?xì)怆姀S運(yùn)行情況進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，如果汽輪機(jī)真空密封性出現(xiàn)問題，將會(huì)導(dǎo)致汽輪機(jī)在運(yùn)行時(shí)真空度不斷降低，并且會(huì)降低系統(tǒng)穩(wěn)定性，導(dǎo)致燃?xì)怆姀S無法運(yùn)行，降低經(jīng)濟(jì)效益。因此，人們?cè)趯?duì)燃?xì)怆姀S進(jìn)行分析時(shí)，需提高對(duì)汽輪機(jī)真空密封性的關(guān)注度，并從實(shí)際情況入手，做好相應(yīng)探討工作。

1 汽輪機(jī)真空系統(tǒng)出現(xiàn)泄漏的原因

汽輪機(jī)在投入燃?xì)怆姀S運(yùn)行后，隨著運(yùn)行時(shí)間的推移，汽輪機(jī)真空密封性可能會(huì)出現(xiàn)問題，將會(huì)導(dǎo)致其氣密性降低，降低真空壓力。通過對(duì)大量燃?xì)怆姀S中采用的汽輪機(jī)進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，汽輪機(jī)發(fā)生泄漏的原因主要有以下幾點(diǎn)：

一是換熱面出現(xiàn)較厚水垢層，這會(huì)對(duì)換熱面?zhèn)鳠嵝阅茉斐芍苯佑绊?，降低傳熱效果，?duì)其應(yīng)用造成不良影響[1]。二是系統(tǒng)的管線和設(shè)備存在漏點(diǎn)。三是采用的凝結(jié)器水位出現(xiàn)異常，同時(shí)熱負(fù)荷強(qiáng)度較高。四是真空泵整體運(yùn)行效果差，或者真空系統(tǒng)出現(xiàn)了異?，F(xiàn)象，無法滿足應(yīng)用需求。五是系統(tǒng)在長期運(yùn)行過程中，受多項(xiàng)因素影響將會(huì)出現(xiàn)大量漏點(diǎn)，這將會(huì)損失壓力，而且出現(xiàn)的漏點(diǎn)也會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)能耗量加大，增加了經(jīng)濟(jì)成本[2]。由此可見，必須提高對(duì)汽輪機(jī)真空密封性的重視，確保其真空性良好，一旦發(fā)現(xiàn)漏點(diǎn)，要及時(shí)完成維修。

2 汽輪機(jī)真空密封性差的主要危害

汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，容易出現(xiàn)真空密封性問題，一旦有空氣進(jìn)入到汽輪機(jī)內(nèi)部，將會(huì)對(duì)其性能和應(yīng)用造成不良影響，導(dǎo)致氣凝機(jī)組無法正常運(yùn)行，因此，要及時(shí)將空氣抽出，提高真空泵工作負(fù)荷[3]?？諝膺M(jìn)入汽輪機(jī)內(nèi)部后，將會(huì)導(dǎo)致冷凝器過冷，但從實(shí)際情況來看，過冷度增加，會(huì)導(dǎo)致整個(gè)汽輪機(jī)組系統(tǒng)熱經(jīng)濟(jì)性降低。此外，汽輪機(jī)在低真空下運(yùn)行，汽缸膨脹量會(huì)加大，導(dǎo)致流通部分動(dòng)靜間隙發(fā)生變化，而且機(jī)組見會(huì)出現(xiàn)靜動(dòng)摩擦，提高了汽輪機(jī)在運(yùn)行時(shí)故障發(fā)生概率，導(dǎo)致停產(chǎn)。

3 汽輪機(jī)組真空密封性存在的問題

3.1 負(fù)壓系統(tǒng)出現(xiàn)問題

負(fù)壓系統(tǒng)在汽輪機(jī)長期運(yùn)行過程中出現(xiàn)問題，是造成汽輪機(jī)真空密封性不達(dá)標(biāo)的一項(xiàng)主要原因。負(fù)壓系統(tǒng)出現(xiàn)問題，將會(huì)導(dǎo)致外部大量空氣混入到汽輪機(jī)內(nèi)部，這會(huì)大幅度降低汽輪機(jī)真空度，影響其性能，導(dǎo)致其無法繼續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。通過對(duì)汽輪機(jī)進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，空氣進(jìn)入到汽輪機(jī)內(nèi)部途徑有以下幾點(diǎn)：

一是汽輪機(jī)真空系統(tǒng)遭受破壞，自身存在漏點(diǎn)，外界空氣會(huì)順著這些漏點(diǎn)進(jìn)入到系統(tǒng)內(nèi)部，從而對(duì)其運(yùn)行造成不良影響。

二是不同氣體混入到蒸汽內(nèi)，最終將會(huì)進(jìn)入到凝汽器內(nèi)。主要存在的問題體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一，低壓軸封發(fā)生漏氣，壓力較低。第二，連接處發(fā)生了漏氣問題，主要指的是氣缸入空門、汽缸安全門、抽氣管等各種不同類型裝置之間連接不夠緊密，這一情況的出現(xiàn)，會(huì)導(dǎo)致外界大量氣體都進(jìn)入到汽輪機(jī)內(nèi)，這將會(huì)大幅度降低真空嚴(yán)密性。而在所有結(jié)構(gòu)中，汽缸法蘭結(jié)合面總量大，這一情況的存在，也會(huì)提高漏氣發(fā)生可能性。需要注意的是，對(duì)于這一情況，采取灌水方式進(jìn)行檢查難以發(fā)現(xiàn)，這也是相關(guān)工作人員在具體作業(yè)開展時(shí)需要特別注意的一項(xiàng)內(nèi)容。第三，軸封加熱器多級(jí)水封遭受破壞，出現(xiàn)了漏氣問題；安全閥門、真空泵氣動(dòng)閥在運(yùn)行過程中受外界因素影響遭受破壞，從而出現(xiàn)漏氣問題。

負(fù)壓系統(tǒng)在長期運(yùn)行過程中出現(xiàn)問題難以完全避免，針對(duì)這一問題，應(yīng)當(dāng)指派專人對(duì)設(shè)備運(yùn)行情況，以及性能進(jìn)行全面檢查，做好相應(yīng)檢修工作，保證設(shè)備與設(shè)備的連接處整體連接情況能夠保持緊密，避免發(fā)生漏氣情況，這也是確保汽輪機(jī)真空密封性能夠達(dá)到要求的一項(xiàng)關(guān)鍵內(nèi)容。

3.2 抽氣系統(tǒng)出現(xiàn)問題

通常來說，對(duì)于采用的汽輪機(jī)來說，如果其中的抽氣系統(tǒng)出現(xiàn)問題，將會(huì)導(dǎo)致汽輪機(jī)真空密封性遭受破壞，無法穩(wěn)定運(yùn)行。通過對(duì)采用的汽輪機(jī)進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，其中抽氣系統(tǒng)出現(xiàn)的問題主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

一是真空泵內(nèi)部水溫過高，在壓力大小相同情況下，水溫升高將會(huì)對(duì)真空泵性能造成不良影響，導(dǎo)致真空泵在運(yùn)行時(shí)，抽吸能力下降，無法滿足應(yīng)用需求。造成這一現(xiàn)象的主要原因是：在真空泵容量有限情況下，若低溫冷卻水足夠，能夠冷卻大量吸氣口水蒸氣，進(jìn)而使真空泵在運(yùn)行時(shí)的抽吸能力能夠得到進(jìn)一步提高滿足運(yùn)行需求。二是對(duì)汽輪機(jī)的運(yùn)行情況判斷錯(cuò)誤，錯(cuò)誤開啟排水閥門，這將會(huì)導(dǎo)致真空泵分離器實(shí)際液位偏低，無法滿足運(yùn)行需求。三是軸端出現(xiàn)了漏氣情況，進(jìn)氣端發(fā)生了堵塞問題。真空泵在運(yùn)行時(shí)會(huì)形成大量濁氣，這些因數(shù)都會(huì)對(duì)其在運(yùn)行時(shí)抽吸能力造成影響。

3.3 循環(huán)水系統(tǒng)出現(xiàn)問題

一是汽輪機(jī)在運(yùn)行過程中，如果受外界各項(xiàng)因素影響，導(dǎo)致循環(huán)數(shù)量較少，這將會(huì)降低汽輪機(jī)真空密封性。從實(shí)際情況來看，這一現(xiàn)象一般都是因?yàn)闄C(jī)組進(jìn)水壓力過低，而且進(jìn)水溫偏高造成的。同時(shí)，若汽輪機(jī)進(jìn)出口水溫差偏大，容易導(dǎo)致水源位減低，以及管網(wǎng)堵塞等各種不良現(xiàn)象，這會(huì)減少循環(huán)水量，由于水量不足，會(huì)對(duì)汽輪機(jī)在投入應(yīng)用的運(yùn)行造成不良影響，無法滿足應(yīng)用需求。

二是水量不均勻同樣會(huì)導(dǎo)致采用的汽輪機(jī)真空度降低，可見，對(duì)于循環(huán)冷卻水的具體用量，應(yīng)嚴(yán)格按照制定標(biāo)準(zhǔn)，完成相應(yīng)控制?？偠灾?，要想確保汽輪機(jī)真空密封性處于良好狀態(tài)，必要對(duì)汽輪機(jī)性能以及具體運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行全面分析，保證汽輪機(jī)內(nèi)循環(huán)水系統(tǒng)能夠保持穩(wěn)定狀態(tài)，避免其在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)事故，對(duì)燃?xì)怆姀S運(yùn)行產(chǎn)生不良影響。

通過對(duì)以往的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，循環(huán)水溫每升高5℃，采用的汽輪機(jī)的真空度將會(huì)下降約1%。燃?xì)怆姀S內(nèi)的冷水水塔在運(yùn)行過程中的具體工作狀態(tài)，在一定程度上決定了的水溫的實(shí)際冷卻狀況，可見，機(jī)組運(yùn)行過程中，相關(guān)工作人員要對(duì)其運(yùn)行狀況進(jìn)行觀察，如果發(fā)現(xiàn)冷卻水不足，必須及時(shí)補(bǔ)充冷卻水。導(dǎo)致循環(huán)冷卻水進(jìn)水溫過高的原因主要有以下幾點(diǎn)：

第一，冷卻塔在運(yùn)行前出現(xiàn)問題，無法按照原有標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行，這一情況的出現(xiàn)將會(huì)導(dǎo)致水塔出現(xiàn)溫度偏高，將大幅度降低汽輪機(jī)真空性，影響其運(yùn)行。

第二，周圍空氣濕度過大，或者外界環(huán)境溫度偏高，這兩種情況的出現(xiàn)都會(huì)導(dǎo)致冷卻內(nèi)循環(huán)水溫度降低，從而使凝汽器內(nèi)循環(huán)水溫度升高，降低真空性，最終導(dǎo)致汽輪機(jī)無法穩(wěn)定運(yùn)行。

第三，循環(huán)冷卻水的實(shí)際用量多少，也是導(dǎo)致真空性降低，無法滿足應(yīng)用需求的一項(xiàng)主要原因，從實(shí)際情況來看，若循環(huán)冷卻水不足就會(huì)降低真空性。

第四，采用的凝汽器兩旁通水量分配出現(xiàn)不均勻情況，也將會(huì)對(duì)采用的汽輪機(jī)整體真空性造成不良影響，導(dǎo)致其無法穩(wěn)定運(yùn)行。

第五，凝汽器在長期運(yùn)行過程中，一旁積累了大量空氣，或者采用的真空泵在運(yùn)行時(shí)，抽氣能力無法滿足要求。

圖1 燃?xì)怆姀S中的凝汽機(jī)連接情況

第六，凝汽器自身嚴(yán)密性差，沒有得到要求標(biāo)準(zhǔn)，燃?xì)怆姀S中凝汽機(jī)需要存在多個(gè)接口，如圖1所示，若連接不緊密，將會(huì)降低其氣密性。同時(shí)，汽輪機(jī)運(yùn)行環(huán)境相對(duì)較差，導(dǎo)致凝汽機(jī)經(jīng)常出現(xiàn)真空密封性不達(dá)標(biāo)現(xiàn)象。汽輪機(jī)真空系統(tǒng)內(nèi)壓力小于大氣壓力，外部空氣將會(huì)進(jìn)入到汽輪機(jī)內(nèi)部，破壞真空狀態(tài)。

4 優(yōu)化汽輪機(jī)真空密封性的合理措施

4.1 保護(hù)邏輯

針對(duì)汽輪機(jī)來說，在對(duì)其真空密封性進(jìn)行適當(dāng)優(yōu)化之后，要對(duì)設(shè)備的定值和保護(hù)邏輯進(jìn)行重新設(shè)置，以免因?yàn)樾抻啗]有達(dá)到要求標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致設(shè)備無法滿足要求，同時(shí)要避免機(jī)組在運(yùn)行期間發(fā)生跳閘事故。針對(duì)保護(hù)邏輯來說，要通過分析修軸向位移等內(nèi)容，而且還要這對(duì)末級(jí)葉片采用的凝汽器背壓保護(hù)邏輯進(jìn)行修訂。在具體優(yōu)化期間，要對(duì)調(diào)節(jié)級(jí)葉片設(shè)定相應(yīng)保護(hù)邏輯，其目的就是保護(hù)主蒸汽壓力，避免壓力不合理，而對(duì)后續(xù)運(yùn)行造成不良影響。

4.2 考核性能

在考核性能時(shí)，為了保證考核結(jié)果能夠達(dá)到要求標(biāo)準(zhǔn)，考核需要選擇在溫度較低季節(jié)開展，以免因考核期間，背壓偏高，而且出現(xiàn)無法調(diào)節(jié)現(xiàn)象。在進(jìn)行考核時(shí)，要對(duì)流量計(jì)進(jìn)行合理校核，主要包括再熱減溫水流量計(jì)、凝結(jié)水流量計(jì)、軸封密度流量計(jì)等各項(xiàng)內(nèi)容。

4.3 保護(hù)真空密封性的合理措施

針對(duì)燃?xì)怆姀S中采用的汽輪機(jī)來說，要在控制真空密封期間，確保密閉性能夠達(dá)到預(yù)期，保證采用的汽輪機(jī)能夠密閉性運(yùn)行。若汽輪機(jī)在運(yùn)行中發(fā)生了真空異常問題，相關(guān)工作要在冷態(tài)啟動(dòng)前，通過灌水查漏方式，對(duì)是否存在滲漏進(jìn)行確定，具體作業(yè)開展就是設(shè)置多注水。冷態(tài)啟動(dòng)4h后，要執(zhí)行真空密閉性試驗(yàn)，針對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)及部門都要做好相應(yīng)檢測工作。

4.3.1 檢查負(fù)壓系統(tǒng)

檢查復(fù)壓系統(tǒng)時(shí)，要先要全面檢查復(fù)壓系統(tǒng)是否出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象，完成操作計(jì)劃方案編制，針對(duì)經(jīng)常出現(xiàn)泄漏區(qū)域，如閥門位置、焊接接頭位置，要進(jìn)行詳細(xì)檢查，通過檢查可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)各種風(fēng)險(xiǎn)隱患以及泄漏等問題，一旦發(fā)現(xiàn)問題，要及時(shí)將問題反饋給上級(jí)，要求相關(guān)工作人員按照要求進(jìn)行維修，避免出現(xiàn)負(fù)壓系統(tǒng)泄漏現(xiàn)象，從而達(dá)到強(qiáng)化真空密封性優(yōu)化目的。

4.3.2 優(yōu)化循環(huán)水路系統(tǒng)

如果水循環(huán)水路系統(tǒng)內(nèi)存在泥沙等雜質(zhì)，雜質(zhì)在循環(huán)水路系統(tǒng)內(nèi)會(huì)發(fā)生淤積，或者浮游生物污染現(xiàn)象，將會(huì)大幅度降低水流水量，降低汽輪機(jī)真空密閉性。針對(duì)這一情況，工作人員要定時(shí)對(duì)采用的循環(huán)水路進(jìn)行清洗，保證循環(huán)水路能夠保持清潔，以免出現(xiàn)堵塞以及其他問題。

4.3.3 保護(hù)橫隔板

一般來說，橫隔板在長期應(yīng)用期間出現(xiàn)嚴(yán)密性不達(dá)標(biāo)問題，無法保證冷卻水實(shí)現(xiàn)正常換熱，情況嚴(yán)重時(shí)會(huì)直接流入到進(jìn)水口區(qū)域，設(shè)備在運(yùn)行時(shí)會(huì)發(fā)生波動(dòng)，出現(xiàn)事故。因此，要將橫隔板作為檢查和檢驗(yàn)的關(guān)鍵內(nèi)容，對(duì)于存在的真空密封性能夠第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)，采用質(zhì)量滿足標(biāo)準(zhǔn)的橫隔板材料替換存在問題的材料。

4.3.4 定期檢修凝汽器

指派專人定期維修冷凝器真空系統(tǒng)，針對(duì)損壞零部件，要及時(shí)采取性能良好零件更換，提高系統(tǒng)真空密封性。

4.3.5 科學(xué)處理存結(jié)氣體

若凝汽器內(nèi)存在氣體，工作人員在開展工作時(shí)，要采用真空設(shè)備進(jìn)行清除處理，需要注意以下內(nèi)容：一是真空設(shè)備運(yùn)行前，要將水溫度控制在合理范圍內(nèi)，保證通過設(shè)備進(jìn)行應(yīng)用，能夠?qū)⒛鲀?nèi)存結(jié)氣體抽出。二是適當(dāng)改造抽氣孔，快速完成存結(jié)氣體處理，在進(jìn)行改造處理時(shí)，要在確保去除存結(jié)氣體效果的同時(shí)，避免發(fā)生蒸汽流失問題，進(jìn)而達(dá)到提高真空密閉性目的。

4.3.6 科學(xué)設(shè)置冷卻系統(tǒng)

采用真空期間，水溫會(huì)影響真空程度，為了將水溫控制在合理范圍內(nèi)，要將冷卻系統(tǒng)設(shè)置在冷卻器出口處，確保汽輪機(jī)真空密閉性能夠達(dá)到預(yù)期。

汽輪機(jī)真空密封性會(huì)影響燃?xì)怆姀S運(yùn)行效率，降低經(jīng)濟(jì)效益。因此，在今后研究過程中，必須從實(shí)際情況出發(fā)，加強(qiáng)對(duì)汽輪機(jī)真空密封性相關(guān)內(nèi)容的研究，適當(dāng)優(yōu)化，確保最終投入燃?xì)怆姀S內(nèi)的汽輪機(jī)性能可以滿足應(yīng)用需求。