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【摘 要】凝汽器真空好坏直接关系到汽轮机组安全和稳定运行，通过对水冷、空冷各类机组真空严密性试验的分析，总结了经济实用的查漏方法以及过程中需注意的事项，为各类型机组真空查漏提供借鉴。
【关键词】凝汽器；真空；严密性
1.引言
对于汽轮机来说，真空的高低对汽轮机运行的经济性有着直接的关系，真空高，排汽压力、温度低，有用焓降较大，被循环水带走的热量减少，机组的热效率提高。凝汽器漏入空气后降低了真空，有用焓降减少，循环水帶走的热量增多。通过凝汽器的真空严密性试验结果，可以鉴定凝汽器的工作好坏，以便采取对策消除泄漏点。
汽轮机在运行中，凝汽器真空下降的主要表征为：排汽缸温度升高；真空表指示下降和凝汽器的端差明显增大。真空下降后，若保持机组负荷不变，汽轮机的进汽量势必增大，使轴向推力增大以及叶片过负荷；不仅如此，由于真空下降，使排汽温度升高，从而引起排汽缸变形，机组重心偏移，使机组的振动增加以及凝汽器钛（不锈钢）管受热膨胀产生松弛、变形甚至断裂。因此机组在运行中发现真空下降时，除按规定减负荷外，必须查明原因及时处理。
2.真空下降分类
根据凝汽器真空下降速度的不同，我们可以将真空下降事故分为真空缓慢下降和真空急剧下降两种。
2.1 造成凝汽器真空缓慢下降的因素主要有：
（1）循环水入口温度升高；（2）凝汽器水位过高；（3）大机或小机轴封供汽压力不足；（4）水封密封水门运行中误关；（5）防进水保护误动或凝汽器热负荷过大；（6）加热器或除氧器事故疏水阀误开；（7）凝结水收集水箱水位过低；（8）真空系统少量泄漏。
2.2 造成凝汽器真空急剧下降的因素主要有：
（1）循环水中断或水量不足；（2）真空系统大量泄漏；（3）凝汽器满水；（4）大机或小机轴封供汽中断；（5）机械真空泵故障；（6）真空系统阀门操作不当或误操作；（7）真空破坏门误开；（8）低压缸安全门薄膜破损或小机排汽缸安全门薄膜破损；（9）高低压旁路误开；（10）高、低加汽侧至无压放水、排汽门泄漏；（11）密封水多级水封放气门误开。
3.真空严密性检查办法
A）真空灌水
汽轮机真空系统严密性检查应具备下列条件：（1）所有与汽轮机连接的管道、阀门以及严密性检查范围内的管道与设备，均安装完好并经检查合格，但焊口和法兰不得保温；（2）凝汽器汽侧内部已清理干净；（3）底部具有支持弹簧的凝汽器，在灌水前应在弹簧处加临时支撑，检查各管道支吊架，必要时也应加临时支撑，或将弹簧吊架锁住；（4）各水位计玻璃安装完好；（5）在灌水水面以下连接的真空表计全部切除；（6）需灌水的部分应有排水的设施或措施；（7）灌注用水可用化学水或澄清的生水；（8）循坑排污泵能投用或有临时排水泵。
汽轮机本体启动前对凝汽器的汽侧、低压缸的排汽部分以及当空负荷时处于真空状态下的辅助设备与管道，应灌水进行真空严密性检查。真空系统严密性检查应确信下列各部位无泄漏现象：
（1）所有处于真空状态的容器、管道、阀门、法兰结合面，焊缝、堵头，插座和接头等；
（2）凝汽器和加热器的水位计；
（3）凝结水泵和加热器疏水泵的格兰；
（4）与真空系统连接的阀门，疏水器及U形水封管的外露部分等；
（5）凝汽器钛（不锈钢）管及其胀口；
（6）与凝汽器连接的排汽缸接口的疏水扩容器及其他设备；
（7）高、低加汽侧液位变送器，及相应的就地控制箱排污。
根据[1]第14.4.3节要求，真空系统灌水试验的水位高度一般在汽封洼窝以下100mm处。各抽汽管道以及其他在主机启动时处于真空状态下的管道和设备均应灌水，灌水前要加装临时高位水位计以检查水位高度。引进型机组汽缸与凝汽器间用橡胶或波形管作柔性连接者，灌水要求应按制造厂规定。该法适用火电水冷或空冷的任何机组。
B）保新膜+黄油
在容器或管道的阀门、焊缝、法兰结合面，均匀涂抹黄油后，用塑料保鲜薄膜贴覆，若有真空泄露，势必将薄膜往容器或管道内部吸入收缩，此方法只能针对较大的漏点，肉眼感官明显。对于微量泄漏点，该法效果不是非常明显，需要借助更精密的仪器或真空灌水进行彻底查漏。
C）高粘布基胶带法
用高粘布基胶带法封堵各与凝汽器真空相关的设备、管道、阀门、焊缝、法兰结合面上，看有无凹瘪痕迹。此法还可以作为在机组运行期间，有些不易处理的法兰面，螺栓孔较小漏真空点的临时封堵，确保机组能在某些特定时候停机待检，安全可靠。在京能北京东北热电“二拖一”燃机项目中，在凝汽器干抽真空的情况下，对于热网系统疏水至凝汽器泄漏的法兰进行了粘布基胶带法封堵，确保降低了局部小范围的真空泄漏量，值得在运行过程中无法处理的某些泄漏点进行临时处理封堵。
D）氦气探测仪
由于影响机组真空严密性的范围大，系统多，因素杂，像常规火电机组高低加汽侧疏水、给水泵汽轮机等在安装阶段，真空灌水难参与的部分系统，又不进行水压试验的部分，极易存在倒吸点。在机组抽真空时，无大漏点的情况下，针对肉眼、手感不易发现的漏点，我们建议采用氦气探测仪检查。
该法首先在真空泵汽水分离器上安装氦离子浓度探头，引线至氦气探测仪。在上述系统可能影响真空的区域，与凝汽器真空相关的设备、管道、阀门、焊缝、法兰结合面上，用氦气瓶（或氦气存贮袋）喷涂氦气，正常凝汽器氦离子浓度基本维持在10-12mg/L的数量级。当有氦气被吸入凝汽器时，通过真空泵抽出后，在汽水分离器出口氦离子达到一定浓度时（≥10-5mg/L），氦气探测仪发出报警信号，以此明确微小的漏点。
在浙能浙江乐清电厂4×600MW机组工程#2机一直存在真空细微泄漏的情况下，施工单位与电科院联手，利用氦气探测仪顺利查出凝汽器连缸膨胀节、给水泵汽轮机排气蝶阀阀杆2处细微的真空泄漏点，继而保证了真空测试值始终≤0.3kPa/min，处于优良水平，确保了机组顺利度过了国优金质奖的评审。 D）喷壶泡沫法
首先明确该法仅适用范围为火电空冷机组，因其空冷岛上A型架上有大量的空冷换热鳍片管束，牵涉凝汽器真空区域范围及其广泛，加上在机组运行期间，空冷管束下方的冷却轴流风机进行强制对流冷却，噪声大，风流速快，在空冷岛运行区域真空泄漏根本无法查证，直接危害机组真空的严密性。
对此，需要施工单位在安全投用阶段，对空冷岛进行系统完成的压缩空气气密性试验，来确保系统的可靠性。在空冷岛风压期间，用洗洁精勾兑水分灌喷壶对空冷管束进行全面彻底的喷查，有汽包冒出可甄别细微漏点。在中电投宁夏临河电厂一期2×350MW机组工程#1机空冷岛查漏过程中，施工单位利用该法查出近300多处细微的漏点，主要是鳍片管束施工损伤或者制造过程的缺陷，效果异常明显。
在消除缺陷后，根据气密性试验程序，稳压2个小时后开始采集数据，在环境温度压力不变的情况下（即数据计算时要尽量避免环境温度、压力对气压的影响，也就是说在当地气候温度变化不大，无特殊天气变化影响的条件下，每隔24小时取样计算时，当地大气压和气温的变化趋势是相近的，误差是最小的，再根据等容状态下的理想气体方程式对其进行修正），平均压降不大于1mbar/h，严密性方可合格。
4.真空检查范围
水冷机组的真空需要重点检查的范围应该包括：主、再热蒸汽疏水系统，凝汽器抽真空系统，高低加疏水系统，辅汽、轴封、抽汽系统，凝汽器检漏系统，密封水系统，低压缸部分，小机排汽，凝结水系统，锅炉本体疏水至凝汽器相关管道与阀门等。
空冷机组除了上述需要检查的系统外，还需对空冷岛A型架的逆、顺流换热管束、抽真空管道、排汽裝置出口的膨胀节、防爆门、蒸汽分配管的膨胀节、电动蝶阀阀杆的盘根处、各类人孔门进行全面的检查。
根据以往机组经验，需要对上述系统向无压直排大气放水（汽）的接口列为重点检查[例：高低加本体汽侧至无压放水管路]，同时对于一些水压试验盲区的管道和设备，以及凝汽器拼接难度较大的死角焊缝都应该细致检查。当达不到预期的真空，又未发现渗漏空气点时，需要及时对真空泵进行检查，核实泵出力是否正常，泵进口滤网是否堵塞。
5.真空严密性试验评价标准
当真空泵运行正常（二运二备或二运一备），凝汽器真空≥92kPa，轴封供汽正常。解除真空泵联锁， 全停运行真空泵 （或关闭运行真空泵手动空气门）。30s后开始每隔1min记录高、低压凝汽器真空和排汽温度，共记录8min。算出后五分钟真空下降平均值，应≯0.4kPa/min（水冷）、≯0.3kPa/min（空冷）；根据[2]5.5.2第2条第7部分关于真空严密性试验评价标准：
水冷机组：汽轮机真空测试值≤0.3kPa/min 为一档（优），测试值0.3kPa/min～0.4kPa/min 为二档（良），测试值﹥0.4kPa/min 为三档（合格）。
空冷机组：汽轮机真空测试值≤0.2kPa/min 为一档（优），测试值0.2kPa/min～0.3kPa/min 为二档（良），测试值﹥0.3kPa/min 为三档（合格）。
6.结语
汽轮发电机组真空系统漏泄直接影响着汽轮机组的热经济性和安全性，一是影响机组热经济性，一般真空值每降低1 ，汽耗约增高1.5%--2.5 %左右 ，传热端差每升高1°C，供电煤耗约增加1.5%--2.5%左右，所以真空值的高低对汽轮机的热经济性有很大影响；二是影响二次除氧效果，加剧低压设备管道腐蚀，对机组的安全运行非常不利；三是影响蒸汽凝结及热交换性能，增大过冷度和换热端差，增加真空泵的负担。通过探讨总结上述几种方法，可为以后火电机组的真空查漏提供很好的参考和借鉴。
参考文献：
[1] DL 5190.3-2012，《电力建设施工技术规范第3部分： 汽轮机发电机组》[S].
[2] DL 5210.3-2009，《电力建设施工质量验收及评价规程第3部分： 汽轮机发电机组》[S].
作者简介：
朱鑫锋（1982.11 - ），汉、男，大学本科，工程师，主要从事火力发电厂建设工程机务安装管理工作。
【关键词】凝汽器；真空；严密性
1.引言
对于汽轮机来说，真空的高低对汽轮机运行的经济性有着直接的关系，真空高，排汽压力、温度低，有用焓降较大，被循环水带走的热量减少，机组的热效率提高。凝汽器漏入空气后降低了真空，有用焓降减少，循环水帶走的热量增多。通过凝汽器的真空严密性试验结果，可以鉴定凝汽器的工作好坏，以便采取对策消除泄漏点。
汽轮机在运行中，凝汽器真空下降的主要表征为：排汽缸温度升高；真空表指示下降和凝汽器的端差明显增大。真空下降后，若保持机组负荷不变，汽轮机的进汽量势必增大，使轴向推力增大以及叶片过负荷；不仅如此，由于真空下降，使排汽温度升高，从而引起排汽缸变形，机组重心偏移，使机组的振动增加以及凝汽器钛（不锈钢）管受热膨胀产生松弛、变形甚至断裂。因此机组在运行中发现真空下降时，除按规定减负荷外，必须查明原因及时处理。
2.真空下降分类
根据凝汽器真空下降速度的不同，我们可以将真空下降事故分为真空缓慢下降和真空急剧下降两种。
2.1 造成凝汽器真空缓慢下降的因素主要有：
（1）循环水入口温度升高；（2）凝汽器水位过高；（3）大机或小机轴封供汽压力不足；（4）水封密封水门运行中误关；（5）防进水保护误动或凝汽器热负荷过大；（6）加热器或除氧器事故疏水阀误开；（7）凝结水收集水箱水位过低；（8）真空系统少量泄漏。
2.2 造成凝汽器真空急剧下降的因素主要有：
（1）循环水中断或水量不足；（2）真空系统大量泄漏；（3）凝汽器满水；（4）大机或小机轴封供汽中断；（5）机械真空泵故障；（6）真空系统阀门操作不当或误操作；（7）真空破坏门误开；（8）低压缸安全门薄膜破损或小机排汽缸安全门薄膜破损；（9）高低压旁路误开；（10）高、低加汽侧至无压放水、排汽门泄漏；（11）密封水多级水封放气门误开。
3.真空严密性检查办法
A）真空灌水
汽轮机真空系统严密性检查应具备下列条件：（1）所有与汽轮机连接的管道、阀门以及严密性检查范围内的管道与设备，均安装完好并经检查合格，但焊口和法兰不得保温；（2）凝汽器汽侧内部已清理干净；（3）底部具有支持弹簧的凝汽器，在灌水前应在弹簧处加临时支撑，检查各管道支吊架，必要时也应加临时支撑，或将弹簧吊架锁住；（4）各水位计玻璃安装完好；（5）在灌水水面以下连接的真空表计全部切除；（6）需灌水的部分应有排水的设施或措施；（7）灌注用水可用化学水或澄清的生水；（8）循坑排污泵能投用或有临时排水泵。
汽轮机本体启动前对凝汽器的汽侧、低压缸的排汽部分以及当空负荷时处于真空状态下的辅助设备与管道，应灌水进行真空严密性检查。真空系统严密性检查应确信下列各部位无泄漏现象：
（1）所有处于真空状态的容器、管道、阀门、法兰结合面，焊缝、堵头，插座和接头等；
（2）凝汽器和加热器的水位计；
（3）凝结水泵和加热器疏水泵的格兰；
（4）与真空系统连接的阀门，疏水器及U形水封管的外露部分等；
（5）凝汽器钛（不锈钢）管及其胀口；
（6）与凝汽器连接的排汽缸接口的疏水扩容器及其他设备；
（7）高、低加汽侧液位变送器，及相应的就地控制箱排污。
根据[1]第14.4.3节要求，真空系统灌水试验的水位高度一般在汽封洼窝以下100mm处。各抽汽管道以及其他在主机启动时处于真空状态下的管道和设备均应灌水，灌水前要加装临时高位水位计以检查水位高度。引进型机组汽缸与凝汽器间用橡胶或波形管作柔性连接者，灌水要求应按制造厂规定。该法适用火电水冷或空冷的任何机组。
B）保新膜+黄油
在容器或管道的阀门、焊缝、法兰结合面，均匀涂抹黄油后，用塑料保鲜薄膜贴覆，若有真空泄露，势必将薄膜往容器或管道内部吸入收缩，此方法只能针对较大的漏点，肉眼感官明显。对于微量泄漏点，该法效果不是非常明显，需要借助更精密的仪器或真空灌水进行彻底查漏。
C）高粘布基胶带法
用高粘布基胶带法封堵各与凝汽器真空相关的设备、管道、阀门、焊缝、法兰结合面上，看有无凹瘪痕迹。此法还可以作为在机组运行期间，有些不易处理的法兰面，螺栓孔较小漏真空点的临时封堵，确保机组能在某些特定时候停机待检，安全可靠。在京能北京东北热电“二拖一”燃机项目中，在凝汽器干抽真空的情况下，对于热网系统疏水至凝汽器泄漏的法兰进行了粘布基胶带法封堵，确保降低了局部小范围的真空泄漏量，值得在运行过程中无法处理的某些泄漏点进行临时处理封堵。
D）氦气探测仪
由于影响机组真空严密性的范围大，系统多，因素杂，像常规火电机组高低加汽侧疏水、给水泵汽轮机等在安装阶段，真空灌水难参与的部分系统，又不进行水压试验的部分，极易存在倒吸点。在机组抽真空时，无大漏点的情况下，针对肉眼、手感不易发现的漏点，我们建议采用氦气探测仪检查。
该法首先在真空泵汽水分离器上安装氦离子浓度探头，引线至氦气探测仪。在上述系统可能影响真空的区域，与凝汽器真空相关的设备、管道、阀门、焊缝、法兰结合面上，用氦气瓶（或氦气存贮袋）喷涂氦气，正常凝汽器氦离子浓度基本维持在10-12mg/L的数量级。当有氦气被吸入凝汽器时，通过真空泵抽出后，在汽水分离器出口氦离子达到一定浓度时（≥10-5mg/L），氦气探测仪发出报警信号，以此明确微小的漏点。
在浙能浙江乐清电厂4×600MW机组工程#2机一直存在真空细微泄漏的情况下，施工单位与电科院联手，利用氦气探测仪顺利查出凝汽器连缸膨胀节、给水泵汽轮机排气蝶阀阀杆2处细微的真空泄漏点，继而保证了真空测试值始终≤0.3kPa/min，处于优良水平，确保了机组顺利度过了国优金质奖的评审。 D）喷壶泡沫法
首先明确该法仅适用范围为火电空冷机组，因其空冷岛上A型架上有大量的空冷换热鳍片管束，牵涉凝汽器真空区域范围及其广泛，加上在机组运行期间，空冷管束下方的冷却轴流风机进行强制对流冷却，噪声大，风流速快，在空冷岛运行区域真空泄漏根本无法查证，直接危害机组真空的严密性。
对此，需要施工单位在安全投用阶段，对空冷岛进行系统完成的压缩空气气密性试验，来确保系统的可靠性。在空冷岛风压期间，用洗洁精勾兑水分灌喷壶对空冷管束进行全面彻底的喷查，有汽包冒出可甄别细微漏点。在中电投宁夏临河电厂一期2×350MW机组工程#1机空冷岛查漏过程中，施工单位利用该法查出近300多处细微的漏点，主要是鳍片管束施工损伤或者制造过程的缺陷，效果异常明显。
在消除缺陷后，根据气密性试验程序，稳压2个小时后开始采集数据，在环境温度压力不变的情况下（即数据计算时要尽量避免环境温度、压力对气压的影响，也就是说在当地气候温度变化不大，无特殊天气变化影响的条件下，每隔24小时取样计算时，当地大气压和气温的变化趋势是相近的，误差是最小的，再根据等容状态下的理想气体方程式对其进行修正），平均压降不大于1mbar/h，严密性方可合格。
4.真空检查范围
水冷机组的真空需要重点检查的范围应该包括：主、再热蒸汽疏水系统，凝汽器抽真空系统，高低加疏水系统，辅汽、轴封、抽汽系统，凝汽器检漏系统，密封水系统，低压缸部分，小机排汽，凝结水系统，锅炉本体疏水至凝汽器相关管道与阀门等。
空冷机组除了上述需要检查的系统外，还需对空冷岛A型架的逆、顺流换热管束、抽真空管道、排汽裝置出口的膨胀节、防爆门、蒸汽分配管的膨胀节、电动蝶阀阀杆的盘根处、各类人孔门进行全面的检查。
根据以往机组经验，需要对上述系统向无压直排大气放水（汽）的接口列为重点检查[例：高低加本体汽侧至无压放水管路]，同时对于一些水压试验盲区的管道和设备，以及凝汽器拼接难度较大的死角焊缝都应该细致检查。当达不到预期的真空，又未发现渗漏空气点时，需要及时对真空泵进行检查，核实泵出力是否正常，泵进口滤网是否堵塞。
5.真空严密性试验评价标准
当真空泵运行正常（二运二备或二运一备），凝汽器真空≥92kPa，轴封供汽正常。解除真空泵联锁， 全停运行真空泵 （或关闭运行真空泵手动空气门）。30s后开始每隔1min记录高、低压凝汽器真空和排汽温度，共记录8min。算出后五分钟真空下降平均值，应≯0.4kPa/min（水冷）、≯0.3kPa/min（空冷）；根据[2]5.5.2第2条第7部分关于真空严密性试验评价标准：
水冷机组：汽轮机真空测试值≤0.3kPa/min 为一档（优），测试值0.3kPa/min～0.4kPa/min 为二档（良），测试值﹥0.4kPa/min 为三档（合格）。
空冷机组：汽轮机真空测试值≤0.2kPa/min 为一档（优），测试值0.2kPa/min～0.3kPa/min 为二档（良），测试值﹥0.3kPa/min 为三档（合格）。
6.结语
汽轮发电机组真空系统漏泄直接影响着汽轮机组的热经济性和安全性，一是影响机组热经济性，一般真空值每降低1 ，汽耗约增高1.5%--2.5 %左右 ，传热端差每升高1°C，供电煤耗约增加1.5%--2.5%左右，所以真空值的高低对汽轮机的热经济性有很大影响；二是影响二次除氧效果，加剧低压设备管道腐蚀，对机组的安全运行非常不利；三是影响蒸汽凝结及热交换性能，增大过冷度和换热端差，增加真空泵的负担。通过探讨总结上述几种方法，可为以后火电机组的真空查漏提供很好的参考和借鉴。
参考文献：
[1] DL 5190.3-2012，《电力建设施工技术规范第3部分： 汽轮机发电机组》[S].
[2] DL 5210.3-2009，《电力建设施工质量验收及评价规程第3部分： 汽轮机发电机组》[S].
作者简介：
朱鑫锋（1982.11 - ），汉、男，大学本科，工程师，主要从事火力发电厂建设工程机务安装管理工作。