电力检修|氦质谱技术在660MW机组凝汽器微漏检测中的应用

   更新日期:2017-03-29     来源:建材之家    作者:安防之家    浏览:63    评论:0    
核心提示::278余天龙1 田丰1 林诗庄2 陈运强21.广东省电力试验研究所,广州510600  2.沙角发电总厂C厂沙角发电总厂C厂3×660MW机组是目前全国单机容量最大的火电机组,其机、电设备由英法合资公司GEC-ALSTHOM公司提供。机组凝汽器采用海水开式循环冷却。机组投产后凝汽器运行状态一直良好,至1997年12月下旬,3号机组凝汽器水质突然恶化,Na 质量浓度达95μg/L、阳电导率达1.6

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安防之家讯::278余天龙1 田丰1 林诗庄2 陈运强2
1.广东省电力试验研究所,广州5106002.沙角发电总厂C厂

沙角发电总厂C厂3×660MW机组是目前全国单机容量最大的火电机组,其机、电设备由英法合资公司GEC-ALSTHOM公司提供。机组凝汽器采用海水开式循环冷却。机组投产后凝汽器运行状态一直良好,至1997年12月下旬,3号机组凝汽器水质突然恶化,Na 质量浓度达95μg/L、阳电导率达1.69μs/cm、溶氧量达31μg/L,超过控制标准,电厂人员利用凝汽器单侧运行的检测方法,判断出泄漏发生在凝汽器A侧。为保证机组设备的安全,电厂采取凝汽器单(B)侧运行,限制机组出力等安全措施,其后电厂有关部门采用烟气法、泡沫法、薄膜法等传统方法进一步检漏,但因漏点小,虽历时近一周,仍然无法找到漏点所在。广东电力试验研究所得知此情况后,立即派专业人员进驻现场,研究对策,在电厂检修人员的积极配合下,利用先进的UL100-PLUS氦质谱检漏仪,运用相对漏率模糊判定法与二分排除法相结合的科学诊断方法,仅用4h的时间,就完成凝汽器的查漏工作,正确诊断出所有漏点所在。

1 检漏方案的确定
目前,凝汽器检漏的方法较多,各有其优缺点。超声波检漏法被认为是不停机检漏的首选方法,该方法具有速度快、响应及时、检测方便等优点,但要求检测员具有丰富的经验,排除复杂的背景超声,且其精度只与泡沫检漏法相当。3号机组凝汽器为单流程,管室容积大,管数多,钛管长,现场超声背景非常复杂。鉴于曾用传统方法检测不出结果,且据化学水分析资料显示,凝结水水质指标是缓慢变坏的,同时由于机组设备新,所以认为,漏点应不会太多,漏点漏率比较小,且漏点可能在凝汽器深处,用超声波检漏法检漏难有满意效果。
另一方面,氦质谱技术检漏法精度高,能满足检漏精度要求,据美国电力试验研究所所做的试验称,该方法能检测出漏量为5.67×10-7m3/min的漏点,但是普遍认为该方法费时且容易混淆。所以要采用此方法,必须解决其被普遍认为费时且容易混淆的问题。据以上分析显示,漏点应不会太多,只要在检测过程中,运用一些新的检漏技巧,运用相对漏率模糊判定法与二分排除法相结合的科学诊断方法,应能解决其被普遍认为费时且容易混淆的难题,取得满意的检漏效果。

2 氦质谱技术检漏原理及方法
2.1 氦质谱技术检漏原理
在可疑区域(检测工作面)注入检测用示踪气体氦气,氦气在凝汽器真空负压的作用下经漏点迅速进入真空系统,随真空系统的不凝结气体经真空泵排向大气,利用高精度的UL100-PLUS氦质谱检漏仪在真空泵出口取样分析,检测出氦气的含量,从而判断被测区域是否存在漏点及漏点大小。

2.2 氦质谱技术检漏方法
2.2.1 二分排除法
二分排除法是利用涂布薄膜,每次覆盖1/2检测工作面,以相对漏率模糊判定法,逐次缩小可疑泄漏区域,最终找出漏点所在的方法。

2.2.2 相对漏率模糊判定法
相对漏率模糊判定法是每次在可疑区域(检测工作面)注入等量的氦气,利用UL100-PLUS氦质谱检漏仪检测到的漏率峰值相对大小变化,判断当次被检测区域的漏点数的变化。若漏率峰值明显变小,则当次被检测区域的漏点数比上次被检测区域的漏点数少,即有漏点被上次涂布的薄膜所覆盖;若漏率峰值基本不变,则上一次被检测区域的相对较大的漏点集中在当次被检测区域,即没有相对较大的漏点被上次涂布的薄膜所覆盖;若漏率峰值不变,则上一次被检测区域的漏点集中在当次被检测区域,即没有漏点被上次涂布的薄膜所覆盖。

3 检测实施步骤
3.1 测定响应时间
响应时间是指从在检测工作面注入氦气,氦气经漏点进入真空系统,至信号被UL100-PLUS氦质谱检漏仪检测到所需的时间。响应时间分为初值响应时间和峰值响应时间。初值响应时间与漏点的位置有关,初值响应时间愈短,表明漏点落在或愈靠近检测工作面;而峰值响应时间则与漏点的大小和氦气的注入量有关。响应时间的测定结果见表1和表2。

3.2 确定检测工作面
检测工作面是指在实施检测过程中,涂布薄膜注入氦气的平面。检测工作面的选择原则是尽量使所有的漏点落在或靠近检测工作面,所以应该选择初值响应时间短,漏率峰值大的平面作为检测工作面。确定检测工作面的过程记录见表1。
由表1数据可知,凝汽器1A侧水室无泄漏,2A侧水室漏点比较靠近炉侧管板,根据检测工作面的选择原则,应选择2A侧水室炉侧管板作为检测工作面。

表1 检测工作面的确定过程记录

凝汽器水室初值响应
时间/s峰值响应
时间/s漏率峰值/
(10-8Pa.L.s-1)炉侧管板(1A侧)∞∞0外墙侧管板(1A侧)∞∞0炉侧管板(2A侧)1235211外墙侧管板(2A侧)6418252
3.3 实施检测
在确定检测工作面和测定响应时间后,采用二分排除法逐渐缩小可疑区域,运用相对漏率模糊判定法及其他一系列技巧,最后找出所有3个漏点所在。3个漏点的性质见表2。
通过分析表2数据可知,漏点1较其它漏点初值响应时间短、峰值响应时间短、漏率峰值大,因而其漏孔较其它的大,且靠近检测工作面(即炉侧管板);漏点3较其它漏点初值响应时间长、峰值响应时间长、漏率峰值小,因而其漏孔较其他的小,且最远离检测工作面(即炉侧管板);漏点2与漏点1的初值响应时间相当但是其漏率峰值较小,因而其漏孔虽然较靠近检测工作面(即炉侧管板),但较漏点1小得多。

表2 漏点性质表

漏点序号初值响应
时间/s峰值响应
时间/s漏率峰值/
(10-8Pa.L.s-1)112352002134216318571.5
4 检测技巧
在整个检漏过程中,注意分析比较,总结出实用的相对漏率模糊判定法及一些检测技巧,并将其灵活运用到检漏工作中,从而大大缩短了检漏时间,提高了检漏效率。4.1 选取家庭用密封薄膜作涂布用的薄膜
因检测是在机组半负荷情况下进行的,水室内特别是上部管板温度高,薄膜容易与管板脱离而造成混淆,所以不应选择惯用的农用或工业用薄膜,而应选择重量轻、粘贴性好的家庭用密封薄膜。实践证明,家庭用密封薄膜的效果较为理想。

4.2 每次应以同一方式注入等量氦气
为了能用初值响应时间来判断漏点的相对物理位置,缩短检测时间,初值响应时间的测量必须较准确,所以要求氦气每次以同一的方向,注入同一部位(管板底部)。另外,为了能用峰值响应时间和漏率峰值来判断漏点的分布和大小,氦气的每次注入量应相当。

4.3 考虑初值响应时间
因初值响应时间与漏点和氦气注入点的相对位置有关,所以利用相对漏率模糊判定法判断漏点的存在时,比较每次所测的初值响应时间,从而判断漏点的大概位置,减少工作量。

4.4 考虑漏率微增情况
在检测过程中,有时会出现当次相对漏率与上一次相比微增的情况,这时可以肯定,上一次被检测区域的所有漏点未被薄膜覆盖,仍然落在当次被检测区域。

5 结束语
漏点处理后,凝汽器恢复通水,3号机组凝汽器水质指标迅速回复正常,Na 质量浓度、阳电导率、溶氧量等指标在三台机组中最低,均在控制值以下。至今,3号机组凝汽器运行状态良好。
目前,氦质谱检漏技术在机组的真空系统检漏方面应用较多,但是,UL100-PLUS氦质谱检漏仪在这方面应用,远未发挥其漏率测量精度高(达10-8Pa。L/s)的优势。随着大型机组的不断增多,利用氦质谱技术结合科学诊断方法,迅速解决大型机组的凝汽器微漏问题,正是氦质谱检漏技术应用的新领域。

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