一种火力发电机组真空系统泄漏检测处理方法
【专利摘要】本发明公开了一种火力发电机组真空系统泄漏检测处理方法，通过分析火力发电机组真空系统运行时的参数变化，初步确定火力发电机组真空系统的泄漏设备部位，再采用超声波检测仪检测缩小火力发电机组真空系统的泄漏设备部位的范围，最后通过氦质谱检测仪精确定位，彻底改进了蜡烛、灌水等落后的检测方法；本发明利用不同氦气等其它气体荷质比的离子具有不同电磁特性的特点将示踪气体氦分离、检测，具有快速、准确、重复性好、灵敏度高、可动态检测等优点。本发明只需三个工作人员即可，一般整个系统设备检测完只需要三天，而且在机组运行中检测发现泄漏设备，不影响机组的正常运行。
【专利说明】一种火力发电机组真空系统泄漏检测处理方法
【技术领域】
[0001]本发明属于泄漏检测【技术领域】，涉及一种真空系统的泄漏检测方法，具体涉及一种火力发电机组真空系统泄漏检测处理方法。
【背景技术】
[0002]火力发电机组真空系统设备受到交变热应力的影响，易产生开裂泄漏；凡是真空系统相连的设备部件在发电机组运行中易开裂，造成发电机组真空指标严重变差，影响了发电机组的经济运行，而且在长期生产实际中很难消除这部分缺陷，造成火力发电经济指标差，发电能耗举高不下，严重困扰了火力发电企业的经营指标；发电机组真空系统设备在运行当中受交变热应力的影响，设备焊缝易开裂，其他设备由于长时间老化易泄漏，从而使大量空气漏入真空系统，造成发电机组凝汽器真空下降，发电能耗增加。
[0003]现有的发电机组长期采用蜡烛、灌水等原始检测泄漏方式，蜡烛查漏方法安全性差，投入人力大，并且需要耗费大量的时间；灌水查漏方法局限性很大，对于汽轮机缸本体以及高空设备很难查到，由于灌水高度的限制，低加系统灌水时参与少，甚至是不参加，造成设备泄漏点很难发现；一般灌水至凝汽器汽侧人孔门处的高度(考虑安全问题没有达到低压缸汽封洼窝处)，没能全面覆盖整个真空系统，再者灌水全凭人的感觉判断，误差大，微细的泄漏点是较难用人的感官判断出。由于灌水靠静压，水在微小焊缝泄漏处形成表面张力，不易被工作人员发现。同时这两种检测方法必须都在停机状态下进行。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种火力发电机组真空系统泄漏检测处理方法，该方法操作简便、能够快速准确检测确定火力发电机组真空系统泄漏部位。
[0005]为达到上述目的，本发明采用的技术方案包括以下步骤:
[0006]I)采集火力发电机组真空系统运行时的严密性试验参数，利用火力发电机组真空系统运行时的参数变化，初步确定火力发电机组真空系统的泄漏设备部位；
[0007]2)采用氦质谱检测仪对初步确定火力发电机组真空系统的泄漏设备部位进行精确定位找到泄漏设备。
[0008]还包括以下步骤:
[0009]3)所检测的火力发电机组真空系统的泄漏设备具有焊缝时，在采用氦质谱检测仪检测后，再利用超声波检测仪进一步精确的定位泄漏部位。
[0010]采用超声波检测仪检测的具体方法如下:
[0011]采用超音波检测仪对泄漏部位的焊缝进行扫瞄，通过耳机听取泄漏声或通过显示屏读取数位信号的变动，确定泄漏点。
[0012]所述的步骤I)中，火力发电机组真空系统运包括低压缸本体及其连接部件、低加系统及其连接部件、凝结水系统及其连接部件、加热器疏水连接部件系统、扩容器本体及疏水系统连接部件、低加系统各抽汽系统连接部件、闻中低压轴封抽汽系统、轴加疏水多级水封内漏、锅炉暖风器疏水系统、真空抽气系统连接部件、低压旁路系统连接部件、机组补水系统连接部件、轴封加热器疏水系统、小机真空系统、机组旁路系统、排汽缸喉部、空冷岛系统及其阀门、法兰及管道焊缝和表计。
[0013]所述的步骤I)中，严密性试验参数为发电机组的真空下降速度。
[0014]所述的步骤3)中，所述的氦质谱检测仪包括氦气喷枪、吸枪以及氦质谱主机；吸枪与氦质谱主机相连。
[0015]所述的步骤3)中，采用氦质谱检测仪对火力发电机组真空系统的泄漏设备部位进行精确定位的具体方法是:
[0016]首先将吸枪连接在氦质谱主机上，开启氦质谱主机，并调整主机的灵敏度，将氦质谱主机的零位设置在1.0E-OSPa.m3/s ;然后用装氦气的喷枪向火力发电机组真空系统的泄漏设备部位的外表喷射氦气，在火力发电机组真空泵排汽口用吸枪检测所排出的混合气体；火力发电机组真空泵排出的气体部分通过吸枪进入氦质谱检测仪器内，通过设备内的分子泵分析排出气体是否含有氦气成分，并分析混合气体内氦气成分的浓度，以精确定位泄漏部位。
[0017]氦质谱检测仪显示值在主机零位1.0E-OSPa.m3/s基值上发生变化，说明检测的部位有泄漏，具体泄漏设备漏量大小的判断依据:
[0018]氦质谱检测仪的显示值在1.0E-08Pa.m3/s?5.0E_08Pa.m3/s为小漏量；
[0019]氦质谱检测仪的显示值在5.0E-08Pa.m3/s?1.0E_07Pa.m3/s为中漏量；
[0020]氦质谱检测仪的显示值在1.0E-07Pa.m3/s?7.0E_06Pa.m3/s为大漏量；
[0021]氦质谱检测仪的显示值大于7.0E-06Pa.m3/s为特大漏量。
[0022]还包括:
[0023]4)对检测到的泄漏点采用以下方法进行处理:
[0024]4-1)首先对设备泄漏点外表面进行清理；
[0025]4-2)对清理后的泄漏部件采用耐高温材料封堵；
[0026]4-3)在泄漏部件处多次涂膜耐高温胶，每层涂膜完成后需凝固3小时，再进行下一次涂膜，最终使泄漏点表面形成一层韧性膜层。
[0027]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:
[0028]本发明通过分析火力发电机组真空系统运行时的参数变化,初步确定火力发电机组真空系统的泄漏设备部位，再采用超声波检测仪检测缩小火力发电机组真空系统的泄漏设备部位的范围，最后通过氦质谱检测仪精确定位，彻底改进了蜡烛、灌水等落后的检测方法；本发明利用不同氦气等其它气体荷质比的离子具有不同电磁特性的特点将示踪气体氦分离、检测，具有快速、准确、重复性好、灵敏度高、可动态检测等优点。本发明只需三个工作人员即可，一般整个系统设备检测完只需要三天，而且在机组运行中检测发现泄漏设备，不影响机组的正常运行。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]图1为本发明检测方法的流程图；
[0030]图2为本发明检测方法的示意图。
[0031]其中:1为汽轮机高中压缸；2为低压缸；3为发电机；4为氦气喷射点；5为汽轮机排汽气装置；6为真空泵；7为氦质谱主机；8为吸枪接入口。
【具体实施方式】
[0032]下面结合附图对本发明做进一步详细描述:
[0033]参见图1，本发明火力发电机组真空系统泄漏检测处理方法，包括以下步骤:
[0034]1)采集火力发电机组真空系统运行时的严密性试验参数，利用火力发电机组真空系统运行时的参数变化，初步确定火力发电机组真空系统的泄漏设备部位；真空系统严密性是指真空系统的严密程度，以真空下降速度表示。试验时，负荷稳定在80%以上，在停止抽气设备的条件下，试验时间为6min?8min,取后5min的真空下降速度的平均值(Pa/min)。真空系统严密性至少每月测试一次，以测试报告和现场实际测试数据作为监督依据。
[0035]对于湿冷机组，100丽及以下机组的真空下降速度不高于400Pa/min，10(MW以上机组的真空下降速度不高于270Pa/min ;对于空冷机组，300MW及以下机组的真空下降速度不高于130Pa/min，300MW以上机组的真空下降速度不高于100Pa/min ;背压机组不考核，循环水供热机组仅考核非供热期。
[0036]如图2所示，根据火力发电机组真空系统各种运行参数分析后，采用氦质谱检测仪对真空系统以下系统进行检测:汽轮机高中压缸1及其连接部件、低压缸2及其连接部件、发电机3、低加系统所有连接部件、凝结水系统所有连接部件、加热器疏水连接部件系统、扩容器本体及疏水系统连接部件、低加系统各抽汽系统连接部件、高中低压轴封回汽、轴加多级水封、锅炉暖风器疏水、真空泵6及其连接部件、真空抽气系统连接部件、低压旁路系统连接部件、机组补水系统连接部件、轴封加热器疏水系统、小机真空系统、机组旁路系统、汽轮机排汽气装置5及其连接部件、排汽缸喉部、空冷岛等系统所有阀门、法兰及管道焊缝、表计等设备进行全面的检测测试。
[0037]2)采用氦质谱检测仪对初步确定火力发电机组真空系统的泄漏设备部位进行精确定位找到泄漏设备。其中，氦质谱检测仪主要部件包括:氦气喷枪、吸枪、氦质谱主机7。精确定位的具体方法如下:
[0038]检测前将氦质谱检测仪零位设置在1.0E-08Pa -mVs ;采用氦质谱检测仪对真空系统的每个连接部件分别在其外表(如图2中所示的氦气喷射点4)用喷枪喷射氦气，在发电机组真空泵排汽口(如图2中所示的吸枪接入口 8)用吸枪检测所排出的混合气体，真空泵排出气体部分通过吸枪进入氦质谱检测仪器内，通过设备内的分子泵分析排出气体是否含有氦气成分，并分析混合气体内氦气成分的数量浓度，以确认所测设备泄漏点位置及其泄漏的严重性，氦质谱检测仪显示值大于1.0E-08Pa.m3/s，说明检测的设备有泄漏，1.0E显示处的数值越大，08处显示数值越小说明检测的设备部位泄漏越严重。
[0039]本发明在测试口配接吸枪，将吸枪口直接连到真空泵汽水分离器取样口。根据机组运行状况、性能参数，初步分析出真空系统的可疑漏点。将氦气直接喷到疑漏处，如有泄漏，则氦气被吸入真空系统，经过一定时间(约1?2min)，通过真空泵排出，进入吸枪，对泄漏点进行分析。
[0040]本发明根据氦质谱检测仪显示数据判断泄漏大小的依据为:
[0041]氦质谱检测仪的显示值在1.0E-08Pa.m3/s?5.0E_08Pa.m3/s为小漏量；
[0042]氦质谱检测仪的显示值在5.0E-08Pa.m3/s?1.0E_07Pa.m3/s为中漏量；
[0043]氦质谱检测仪的显示值在1.0E-07Pa.m3/s?7.0E_06Pa.m3/s为大漏量；
[0044]氦质谱检测仪的显示值大于7.0E-06Pa.m3/s为特大漏量。
[0045]3)所检测的火力发电机组真空系统的泄漏设备具有焊缝时，在采用氦质谱检测仪检测后，再利用超声波检测仪定位泄漏部位。
[0046]超音波检测仪泄漏检测系统不同于特定气体感应器受限于它所设计来感应的特定气体，而是以声音来检测。任何气体通过泄漏孔都会产生涡流，会有超音波的波段的部份，使得超音波检测仪泄漏检测系统能够感应任何种类的气体泄漏。用超音波检测仪泄漏检测系统扫瞄，可从耳机听到泄漏声或看到数位信号的变动。越接近泄漏点，越明显。
[0047]4)对检测到的泄漏点采用以下方法进行处理:
[0048]4-1)首先对系统所有的漏点面外面进行打磨、清理；
[0049]4-2)对清理后的漏点，采用耐高温材料软封堵，这种处理工艺具有一定的弹性和耐高温性，克服了目前用焊接处理已被拉开的难题；
[0050]4-3)在以上步骤处理完后，在泄漏处多次涂膜耐高温胶，每层涂膜完成后需3小时凝固，再进行下一次涂膜，最终使泄漏点表面形成一层韧性膜层。
[0051]本发明的原理:
[0052]火力发电凝结器真空是发电厂重要的监视参数之一，凝结器真空变化会对汽轮机安全、经济运行有较大影响，运行试验表明，凝汽器真空每降低IkPa会使汽轮机汽耗增加1.5%?2.5%，发电机煤耗增加3.0克/千瓦时，影响汽轮机效率下降0.305%，同时使循环效率下降，汽轮机排汽温度的升高，会引起汽轮机轴承中心偏移，严重时会引起汽轮机的振动。此外，凝汽器真空降低时在保证机组出力不变时，必须增加蒸汽流量，导致轴向推力增大，影响汽轮机安全运行。另一方面，空气漏入凝结水中会使凝结水溶氧不合格，腐蚀汽轮机、锅炉设备，影响机组的安全运行。所以在汽轮机运行过程中，凝汽器真空是一项非常重要的参数，真空值的高低，直接影响机组的经济性与安全性。机组运行过程中如果出现真空下降的问题，排除比较常见的故障外，真空系统的泄漏是造成真空下降的主要原因。我们推出研究的真空系统检测及软处理技术主要针对火力发电电企业真空系统设备泄漏难发现难处理的特点，对机组真空系统全面采取本发明方法检测，同时结合发电机组运行设备受交变热应力特点，应用本发明的软处理技术工艺，使其真空严密性达到电力法规合格及以上标准，可是发电机组经济性有大幅度提高。
[0053]实施例:
[0054]采用本发明方法实施后发电机组前后经济指标及节能效益计算如下:
[0055]现以一台300丽机组真空严密性治理经济分析为例，一台300MW机组真空严密性未经过我们检测处理之前真空泄漏量为700Pa/min，采用本发明后真空泄漏量达到国家合格标准270Pa/min及以下的节能分析如下；
[0056]I)煤耗分析:
[0057]火力发电机组真空严密性每降低0.lkPa/min，机组真空可提高0.12kPa，对于火力发电机组，机组真空每提高IkPa(背压每降低IkPa)发电煤耗可降低3.0g/kff.h，如果火力发电机组真空严密性高达700Pa/min，经采取本发明方法检测并应用软处理技术治理后达到270Pa/min，发电机组真空可以比以前提高0.516kPa，如果一台30万发电机组全年运行小时按6500小时计算，煤价每吨按450元计算，采取本发明实施后每年可节约燃料成本如下:30万X3.0X0.516 = 0.4644吨/小时，全年运行6500小时可节约燃煤:0.4644X6500 = 3018.6 吨，可节约燃煤费用:3018.6X450 = 1358370 元.
[0058]2)增加发电量经济计算:
[0059]火力发电机组真空严密性每降低lkPa，其他工况不变的情况下，发电机组可增加发电量为Ne (额定负荷)X1%，采取这种发明方法对真空系统检测并对存在问题软处理后，机组其他工况不变的情况下每小时机组可增加发电量:30万Xl% X0.516=1548kff.h ;每年一台30万发电机组按6500运行小时计算，可增加发电量0.1548万kff *hX6500 = 1006.2万kW *h，若每度电按0.3元上网电价计算，30万发电机组采取这种专利方法治理后每年可增加经济收入为:1006.2万kW.hX0.3 = 301.86万元。
[0060]通过以上经济性分析，采用这种发明专利办法实施后火力发电机组全年可增加收入437.697万元，经济性效益很可观。
[0061]以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种火力发电机组真空系统泄漏检测处理方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)采集火力发电机组真空系统运行时的严密性试验参数，利用火力发电机组真空系统运行时的参数变化，初步确定火力发电机组真空系统的泄漏设备部位； 2)采用氦质谱检测仪对初步确定火力发电机组真空系统的泄漏设备部位进行精确定位找到泄漏设备。
2.根据权利要求1所述的种火力发电机组真空系统泄漏检测处理方法，其特征在于，还包括以下步骤: 3)所检测的火力发电机组真空系统的泄漏设备具有焊缝时，在采用氦质谱检测仪检测后，再利用超声波检测仪进一步精确的定位泄漏部位。
3.根据权利要求2所述的火力发电机组真空系统泄漏检测处理方法，其特征在于:采用超声波检测仪检测的具体方法如下: 采用超音波检测仪对泄漏部位的焊缝进行扫瞄，通过耳机听取泄漏声或通过显示屏读取数位信号的变动，确定泄漏点。
4.根据权利要求1所述的火力发电机组真空系统泄漏检测处理方法，其特征在于:所述的步骤I)中，火力发电机组真空系统运包括低压缸本体及其连接部件、低加系统及其连接部件、凝结水系统及其连接部件、加热器疏水连接部件系统、扩容器本体及疏水系统连接部件、低加系统各抽汽系统连接部件、高中低压轴封抽汽系统、轴加疏水多级水封内漏、锅炉暖风器疏水系统、真空抽气系统连接部件、低压旁路系统连接部件、机组补水系统连接部件、轴封加热器疏水系统、小机真空系统、机组旁路系统、排汽缸喉部、空冷岛系统及其阀门、法兰及管道焊缝和表计。
5.根据权利要求1所述的火力发电机组真空系统泄漏检测处理方法，其特征在于:所述的步骤I)中，严密性试验参数为发电机组的真空下降速度。
6.根据权利要求1所述的火力发电机组真空系统泄漏检测处理方法，其特征在于:所述的步骤3)中，所述的氦质谱检测仪包括氦气喷枪、吸枪以及氦质谱主机；吸枪与氦质谱主机相连。
7.根据权利要求6所述的火力发电机组真空系统泄漏检测处理方法，其特征在于:所述的步骤3)中，采用氦质谱检测仪对火力发电机组真空系统的泄漏设备部位进行精确定位的具体方法是: 首先将吸枪连接在氦质谱主机上，开启氦质谱主机，并调整主机的灵敏度，将氦质谱主机的零位设置在1.0E-OSPa.m3/s ;然后用装氦气的喷枪向火力发电机组真空系统的泄漏设备部位的外表喷射氦气，在火力发电机组真空泵排汽口用吸枪检测所排出的混合气体；火力发电机组真空泵排出的气体部分通过吸枪进入氦质谱检测仪器内，通过设备内的分子泵分析排出气体是否含有氦气成分，并分析混合气体内氦气成分的浓度，以精确定位泄漏部位。
8.根据权利要求7所述的火力发电机组真空系统泄漏检测处理方法，其特征在于:氦质谱检测仪显示值在主机零位1.0E-OSPa *m3/s基值上发生变化，说明检测的部位有泄漏，具体泄漏设备漏量大小的判断依据: 氦质谱检测仪的显示值在1.0E-08Pa.m3/s?5.0E_08Pa.m3/s为小漏量； 氦质谱检测仪的显示值在5.0E-08Pa.m3/s?1.0E_07Pa.m3/s为中漏量； 氦质谱检测仪的显示值在1.0E-07Pa.m3/s?7.0E_06Pa.m3/s为大漏量； 氦质谱检测仪的显示值大于7.0E-06Pa.m3/s为特大漏量。
9.根据权利要求1至8任意一项所述的火力发电机组真空系统泄漏检测处理方法，其特征在于，还包括: 4)对检测到的泄漏点采用以下方法进行处理: 4-1)首先对设备泄漏点外表面进行清理； 4-2)对清理后的泄漏部件采用耐高温材料封堵； 4-3)在泄漏部件处多次涂膜耐高温胶，每层涂膜完成后需凝固3小时，再进行下一次涂膜，最终使泄漏点表面形成一层韧性膜层。
【文档编号】G01M3/20GK104296942SQ201410453111
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年9月5日 优先权日:2014年9月5日
【发明者】殷进军, 赵亚梅 申请人:西安亨特电力科技有限公司