真空严密性与凝汽器漏入空气流量的定量关系

　　汽轮发电机组的真空严密性是指机组真空系统(凝汽器汽侧、抽空气系统以及其它负压部位)的严密程度,通常以停运抽气设备后的凝汽器真空下降率来表征。机组真空严密程度反映了漏入凝汽器及真空系统的空气流量(简称为漏气流量)大小,从而反映空气对凝汽器和抽气设备性能的影响程度。机组真空严密性差,表现为真空下降率大,此时大量空气漏入凝汽器,恶化了凝汽器的传热,甚至直接抬高凝汽器压力,使抽气设备过载,凝结水过冷度和含氧量急剧增加,影响汽轮机组的安全和经济运行。为了了解机组真空严密性变化对凝汽器及抽气设备性能的影响程度,有必要对机组真空严密性与漏气流量之间的定性、定量关系进行研究,从而掌握在一定真空严密程度下的漏气流量大小,以及机组真空严密性随漏气流量的变化关系。

　　此方面的试验和研究[1~3]都没有真正得出实际运行机组真空严密性与漏气流量的定性、定量关系,仅文献[1]中提到相类似的定性、定量关系。为了彻底了解并掌握国产机组真空严密性与漏气流量的定性、定量关系,本文根据文献[1]提供的漏气流量测量原理,构建了相应的测量系统,实测了国产300 MW机组真空严密性与漏气流量的定性、定量关系,并根据不同容量机组低压缸排汽容积流量的换算关系,得出不同容量机组的真空严密性与漏气流量的定量关系。

　　1　空气流量测量系统

　　1.1　测量原理

　　当凝汽器热负荷、冷却水进口温度、冷却水流量不变时,停运抽气设备,真空下降率与漏入汽轮机真空系统的空气流量成正比关系[1]。在某一稳定工况下,假定漏气流量为G0,对应停运抽气设备后的真空下降率为VH0,在保证机组运行参数稳定的前提下,通过凝汽器放空气管(图1)放入不同空气流量(放气流量)为ΔG1、ΔG2、ΔG3、…、ΔGj,在各放气流量下通过真空严密性试验测得对应的真空下降率VH1、VH2、VH3、…、VHj。以放气流量为横座标,真空下降率为纵座标对上述数据进行拟合得到放气流量与真空下降率的线性直线关系(图2);直线与纵座标交点的真空下降率为VH0,其对应的放气流量为0;直线与横座标交点的真空下降率为0,其对应的放气流量ΔG-1=-G0(“-”号表示从凝汽器向外抽空气)。通过这种测量方法可以准确测定凝汽器及真空系统的漏气流量。

　　1.2　测量系统[4]

　　测量系统如图1所示,试验中通过放空气管将空气放入凝汽器中。为了保证放入的空气能均匀进入凝汽器以及机组安全运行,在凝汽器A、B两侧喉部(在第1排冷却水管之上约1 000 mm处,且不直接冲刷凝汽器压力测点取压口)对称开孔,焊2根放空气管,2根放空气管的引出管汇入一根母管。在2根引出管处安装一次门,在母管上安装二次门。在母管上焊有连接法兰与气体的质量流量计。整个测量系统的流量计、连接管、法兰以及焊缝等要求严密。