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氦质谱检漏仪系统

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氦质谱检漏仪查漏原理及其应用

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氦质谱检漏仪查漏原理及其应用

发布日期:2018-08-31 作者:迪泰真空 点击:

介绍了氦质谱检漏仪查漏的原理,通过分析湖北省内2台机组真空系统氦质谱检漏仪查漏的情况及真空状况的改善,指出提高汽轮机真空,是提高机组运行经济性和出力,实现节能降耗的有效手段。

1、氦质谱检漏仪原理

  氦质谱检漏是一种精度很高的不停机查漏方法,具有灵敏度高、抗干扰、不污染环境(以前的卤素检漏污染环境) 、不危及安全生产(以前的烛光法不适用于氢冷发电机)等优点。以日本的HEL IOT- 303AS氦质谱检漏仪进行真空系统查漏为例。

  正常运行时,空气经过漏点被吸入凝汽器后被真空泵抽出,排至大气。试验时在真空泵入口的空气管上接一根软管至氦质谱检漏仪,在真空系统的漏点处喷氦气,由于氦质谱检漏仪工作时能形成比水环式真空泵更高的真空,因此,漏入真空泵入口管上氦气与空气的混合元体,有一部分被吸入到氦质谱检漏仪,由于氦分子质量与其他分子质量不一样,通过磁场产生的偏转磁力不一样,仪器上设计有一狭缝,刚好使氦分子通过而其他分子无法通过,这样,通过狭缝后的氦分子打在收集板上,通过靶板计数,即可知道通过的分子数泄漏量的相对大小。

2、查漏实例及效益分析

2.1、阳逻电厂3号汽轮机300MW真空系统查漏

  阳逻电厂3号汽轮机组是上海汽轮机厂制造的N300216.7/538/538 型汽轮机,凝汽器由上海电站辅机厂制造, 2台真空泵是由武汉水泵厂生产的水环式机械真空泵。3号机组于1997年2月首次并网发电, 5月完成168 h满负荷试运,由于机组真空系统庞大,投产后机组真空状况不好,在设计循环水温时, 2台真空泵运行,真空仅94 kPa,排汽温度达40℃,若单台真空泵运行,真空降低约2 kPa,表明真空系统存在明显泄漏。

  当水位灌至凝汽器喉部下方时,凝汽器调端接颈斜面即往外冒水,检查发现, 3号轴承洼窝底部有一个<57的排污管,由于位置狭窄,该管从凝汽器调端斜接颈穿入凝汽器再从炉侧斜接颈穿出,然后排至地沟,由于调端斜接颈平面与排污管焊口处焊缝开裂,从而导致机组运行时真空严密性不好,影响机组真空达2 kPa。小修中将该点焊缝处理后,机组真空情况大大改善,处理前后机组真空情况对比见表1。

2。2、沙市电厂9号汽轮机真空系统查漏

  沙市电厂9号汽轮机组是哈尔滨汽轮机厂制造的C5528. 83 /0. 98型抽汽凝汽式汽轮机,配2台射水抽气器,额定工况机组设计背压为4.5 kPa。真空严密性试验仅持续2 min,凝汽器真空由91. 80 kPa降至84. 95 kPa(DAS数据) ,取2 min数据计算,真空系统严密性为3.4 kPa /min,大大超过0.4 kPa /min的合格标准,表明真空系统存在明显泄漏。

  找到原因后,汽轮机抽真空后对该处进行火焰法检查,打火机的火焰被长长地吸入切割口处,表明该处存在明显泄漏。破坏真空后,将该处进行内部封堵及外部切割口封焊。重新抽真空,真空最高值达到85 kPa,比处理前提高23 kPa。泄漏机理分析:高压前轴封6档汽封,有5档漏气引出。5档漏气从大气侧往缸内数分别是Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ,去向分别是: Ⅰ档轴封回汽(气)到轴加,Ⅱ档轴封供汽从除氧器来, Ⅲ档轴封漏气接至6抽口(额定压力0.04Mpa ( a) ) , Ⅳ档轴封漏气接至5抽口(额定压力0.2MPa (a)) , Ⅴ档轴封漏气接至2抽口(额定压力2.5MPa (a) ) 。

  甚至在汽轮机启动冲转前抽真空的时候,由于汽轮机没有进汽,高压汽缸内是负压状态,空气可直接由前轴封、前轴封套与高压缸间的间隙漏入汽缸内,将前轴封套环形封板切割口的初步封堵处理后,真空比处理前提高23 kPa。

  影响机组运行真空的最大漏点是机组前、后轴封处。由于大修期间进行了灌水查漏,因此氦质谱查漏重点为灌水查漏查不到的地方(凝汽器喉部以上的汽轮机本体部位) ,共检查了76处可能漏点,发现了4处真实漏点。最大漏点主要是机组前、后轴封处,漏率达到2 ×10- 6 Pa·m3/s及1.5 ×10-5 Pa·m3/s。其中后轴封泄漏包括两部分,即后轴封5 ×10-6 Pa·m3/s,后轴封套与低压缸相连的垂直法兰面间隙6.2×10-6 Pa·m3/s。对漏点进行处理后机组的真空恢复正常。

3、结论

  通过在多个电厂实施氦质谱查漏,发现了影响真空的大漏点。通过消除漏点,有效提高了汽轮机组真空,节能降耗减排效果显著。因此,氦质谱检漏值得大力推广和实施。

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