0 引言
為了貫徹落實國家有關節能減排的政策，電力行業必須提高發電機組運行的經濟性。汽輪機組必須建立高真空，使蒸汽能夠最大限度地把熱焓轉變為汽輪機的動能。在具體的電廠生產環境下，要確保凝汽器內具有良好的真空，必須保證漏入汽輪機真空系統的空氣要盡量少。汽輪機組汽封性能的優劣，低壓真空部分漏點的多少，漏量的大小，直接影響凝汽器真空，對于凝汽式汽輪機組的經濟性和安全性顯得非常重要。長久以來很多電廠都存在汽輪機組的真空系統嚴密性差的問題，且由于檢漏手段不夠先進，一直無法解決該問題，再加上機組容量的不斷增大，使其該問題日益突出，大大影響了機組的正常運行。而氦質譜檢漏技術的出現能夠發現漏點，從而保證機組真空嚴密性達到合格的水平，從根本上消除泄漏造成的危害。
1 真空系統存在問題及檢漏現狀
汽輪機組的真空系統其作用就是為汽輪機組建立高真空，即低背壓，使蒸汽能夠最大限度地把熱焓轉變為汽輪機的動能。對于300MW及以上機組的真空系統至少設置兩臺真空泵，從設計角度是一臺運行，一臺備用，但是在實際運行中仍有部分機組要開啟兩臺真空泵運行以保證抽出漏入的不凝結氣體。由于凝汽器真空度下降使汽輪機組運行的安全性、可靠性、穩定性和經濟性降低。凝汽器的真空水平對汽輪發電機組的經濟性有著直接影響，如機組真空下降1%，機組熱耗將要上升0.6%～1%。300MW機組真空每下降1kPa，煤耗率增大2g/kWh，出力下降2.2MW以上。凝汽器中不凝結氣體的份量Pa（Pa與真空系統的空氣泄漏量和真空泵的運行出力有關）是影響真空值大小的重要因素。在機組運行中都把真空系統嚴密性作為重要的考核指標。檢漏方法，早先采用蠟燭、雞毛，靈敏度不高，使用起來不方便，后來采用超聲波檢漏儀，因現場噪聲大，也不易分辨，因此，長久以來由于缺乏先進的檢漏手段，真空系統嚴密性差的問題一直未能得到有效的解決。
2 氦質譜檢漏儀基本原理簡介
氦質譜檢漏儀是用氦氣為示漏氣體的專門用于檢漏的儀器，它具有性能穩定、靈敏度高的特點，是真空檢漏技術中靈敏度最高，用得最普遍的檢漏儀器。氦質譜檢漏儀是磁偏轉型的質譜分析計。單級磁偏轉型儀器靈敏度為l0-9～10-12Pam3/s，廣泛地用于各種真空系統及零部件的檢漏。雙級串聯磁偏轉型儀器與單級磁偏轉型儀器相比較，本底噪聲顯著減小。其靈敏度可達10-14～10-15Pam3/s，適用于超高真空系統、零部件及元器件的檢漏。逆流氦質譜檢漏儀改變了常規型儀器的結構布局，被檢件置于檢漏儀主抽泵的前級部位，因此具有可在高壓力下檢漏、不用液氮及質譜室污染小等特點。適用于大漏率、真空衛生較差的真空系統的檢漏，其靈敏度可達10-12Pam3/s，如圖1，圖2所示。
3 大唐太原第二熱電廠#10機組真空系統檢漏
3.1 大唐太原第二熱電廠#10機組為上海汽輪機廠生產的亞臨界、一次中間再熱、單軸、雙缸雙排汽kN300-16.7/537/537直接空冷供熱式汽輪機。10#機真空系統存在一定的泄漏，真空嚴密性試驗效果不理想，真空嚴密性試驗結果為1.56kPa/min。利用德國氦質譜儀對機組真空系統進行檢測，檢測時，負荷289.4MW；汽封母管壓力28.61kPa；空冷風機全部運行；真空70.48kPa。
3.1 性能試驗方法
①靈敏度及其校準氦質譜檢漏儀靈敏度，通常指儀器的最小可檢漏率。記為qL.min，即在儀器處于最佳工作條件下，以一個大氣壓的純氦氣為示漏氣體，進行動態檢漏時所能檢測出的最小漏孔漏率。所謂“最佳工作條件”是指儀器參數調整到最佳值，被檢件出氣少且沒有大漏孔等條件。所謂“動態檢漏”是指檢漏儀器本身的抽氣系統仍在正常抽氣，儀器的反應時間不大于3s。所謂“最小可檢”是指檢漏訊號為儀器本底噪聲的兩倍時，才能認定有漏氣訊號輸出。所謂“漏孔漏率”是指一個大氣壓的干燥空氣通過漏孔漏向真空側的漏氣速率。儀器本底噪聲，一般指在2min內輸出儀表的最大波動量。
②反應時間、清除時間及其測定反應時間是指儀器節流閥完全開啟，本底訊號為零（或補償到零）時，由恒定的氦流量使輸儀表訊號上升到最大值的1-e-1倍（即0.63）所需要的時間，記為τR。清除時間是指輸出儀表訊號穩定到最大值后，停止送氦，其訊號下降到最大值的e-1倍（即0.37）所需要的時間，記為τC。 ③工作真空、極限真空及入口處抽速質譜室極限真空，尤其是工作真空及入口處抽速是表征儀器性能的重要參數。利用檢漏儀的真空規可以測定儀器的極限真空和工作真空。利用流量計可測定儀器入口處抽速。
3.2 檢測結果
低壓缸連通管大法蘭2*10-10mbar.l/s，低壓缸結合面（東北側）6*10-10mbar.l/s，低壓缸安全門（東南側）1*10-9mbar.l/s，低壓缸安全門（西北側）2.5*10-8mbar.l/s，，低壓缸前汽封2*10-9mbar.l/s，低壓缸后汽封2*10-10mbar.l/s，低壓缸人孔門（西北）6*10-10mbar.l/s，低壓缸人孔門（東北）2*10-10mbar.l/s，排汽裝置喉部焊縫（西側）2*10-9mbar.l/s，手動真空破壞門8*10-10mbar.l/s，電動真空破壞門4*10-10mbar.l/s，#6低加水位計3*10-10mbar.l/s，#5低加疏水調整門前手動門（下部法蘭）5*10-9mbar.l/s，A給水泵密封水電機側上部法蘭3*10-9mbar.l/s，A給水泵密封水電機側下部法蘭2.5*10-9
mbar.l/s，A給水泵密封水端部側上部法蘭8*10-10mbar.l/s，A給水泵密封水端部側下部法蘭4*10-9mbar.l/s，B給水泵密封水電機側上部法蘭3*10-9mbar.l/s，B給水泵密封水電機側下部法蘭8*10-10mbar.l/s，B給水泵密封水端部側上部法蘭2*10-9mbar.l/s，B給水泵密封水端部側下部法蘭9*10-10
mbar.l/s，C給水泵密封水電機側上部法蘭3.5*10-9mbar.l/s，C給水泵密封水電機側下部法蘭2.5*10-9mbar.l/s，C給水泵密封水端部側上部法蘭2*10-9mbar.l/s，C給水泵密封水端部側下部法蘭5*10-10mbar.l/s，第一排#1換熱單元內部西側第4-5片換熱管束之間焊縫，泄漏異常。第二排#7換熱單元內部東側第1-2片換熱管束之間焊縫，泄漏異常。第二排#5換熱單元內部西側第4-5片換熱管束之間焊縫，泄漏異常。第一排#2換熱單元外部東側第4-5片換熱管束之間焊縫（已做標記），泄漏異常。第一排#3換熱單元外部東側第1片換熱管束南端焊縫，泄漏異常（已做標記）。第一排#1換熱單元內部西側第4-5片換熱管束之間焊縫，泄漏異常。
通過對#10機組真空系統的全面檢測，發現機組泄漏較為嚴重的部位為低壓缸東南側安全門，低壓缸西北側安全門，低壓缸前汽封，#5低加事故疏水調整門前手動門下部法蘭，A給水泵密封水法蘭，B給水泵密封水法蘭，C給水泵密封水法蘭。
3.3 結論及建議
在機組停機期間，調整低壓缸軸端汽封間隙或更換汽封片，減小低壓缸汽封泄漏量。對低壓缸安全門（西側），低壓缸結合面（東南側）（西北側），低壓缸前汽封，#5低加事故疏水調整門前手動門下部法蘭，A給水泵密封水法蘭，B給水泵密封水法蘭，C給水泵密封水法蘭等泄漏部位進行仔細檢查，嚴格按照檢修工藝進行更換，封堵。建議在停機過程中，將真空泵繼續運行，組織有關人員對空冷島進行全面巡查。建議在運行期間，選取較低環境溫度，穩定負荷工況下，投運一臺真空泵，密切觀察真空變化情況。建議做機組真空嚴密性試驗時，注意將負荷維持在80%以上，保持主汽流量穩定不變；維持凝結水箱水位穩定，空冷風機在手動控制下全部全速運行，同時要求環境條件穩定，且在較低環境溫度下進行。
4 結語
①由以上理論分析和試驗結果可以得出，通過對#10機組真空系統的全面檢測，發現機組泄漏較為嚴重的部位為低壓缸東南側安全門，低壓缸西北側安全門，低壓缸前汽封，#5低加事故疏水調整門前手動門下部法蘭，A給水泵密封水法蘭，B給水泵密封水法蘭，C給水泵密封水法蘭。
②在機組運行中都把真空系統嚴密性作為重要的考核指標。以往因缺乏先進的檢漏手段，無法找到確切的漏點，曾經是該題目長期得不到解決的重要因素。采用氦質譜檢漏創新技術后，運行實踐表明，發現漏點已不是解決題目的要害，從而保證機組真空嚴密性達到合格的水平，從根本上消除泄漏造成的危害。氦質譜檢漏儀用于檢漏，它性能穩定、靈敏度高，是真空檢漏技術中靈敏度最高，用得最普遍的檢漏技術。
③以大唐太原第二熱電廠300MW的10號汽輪發電機組為例，所分析的真空系統檢漏結果對同類中間再熱大功率機組也有參考價值。