安捷倫真空:可顯著降低發電效率損失 電廠冷凝器泄漏檢測的挑戰與對策
本文轉自公眾號:Agilent Vacuum 安捷倫真空發電廠冷凝器中的空氣泄漏,哪怕是很小的泄漏,都可能會造成顯著的效率損失并成為系統安全
本文轉自公眾號:Agilent Vacuum 安捷倫真空
發電廠冷凝器中的空氣泄漏,哪怕是很小的泄漏,都可能會造成顯著的效率損失并成為系統安全的隱患。

發電廠工作原理
渦輪發電機組(透平發電機組),無論是何種類型,最終都是由高溫高壓的蒸汽驅動渦輪(Turbine)旋轉來發電。離開渦輪后,蒸汽通過冷凝器冷凝為水,然后返回鍋爐或換熱器再次被加熱為高壓蒸汽。該過程的效率和渦輪與冷凝器之間的壓力差密切相關,系統的泄漏會降低該壓力差,并且可以很容易地導致單個渦輪機組產生超過一個兆瓦的電力損耗。

何時需要進行檢漏
渦輪機組的高壓區域工作壓力高達十幾 MPa,而冷凝器低壓區域為真空狀態,壓力通常只有幾 kPa(絕對壓力)。由于冷凝器內部為真空狀態,空氣就會經由漏孔進入系統并累積,導致冷凝器背壓上升。
為了防止冷凝器背壓持續上升,大多數發電廠會使用蒸汽噴射和/或液環真空泵來抽出這些不可凝聚的氣體。當真空泵的抽氣速度無法趕上泄漏的速度,造成背壓超過標準值時(一般為絕壓 6 到 8 kPa,或者相對壓力 -95 到 -93 kPa),就必須要進行檢漏并修補漏點了。
如何進行檢漏
冷凝器泄露檢測最廣泛接受的方法是使用氦作為示蹤氣體的氦質譜檢漏法,包括超聲波泄漏探測器在內的其它方法也偶有應用。氦質譜檢漏儀通過在真空下對吸入其中的氣體進行質譜分離來檢測極小濃度的氦氣,從而獲得遠超過其它檢漏方法的高精度,使其成為冷凝器泄漏測試的理想選擇。
使用氦質譜檢漏儀通常這樣進行檢漏:將檢漏儀通過節流閥或者吸槍附件連接到冷凝器真空泵的排氣口或者進氣管道上,在系統工作時,向冷凝器可能發生泄漏的地方噴氦氣,當噴到漏點附近時,氦氣就會經由漏點進入系統并隨真空泵抽氣的氣流進入檢漏儀,造成檢漏儀讀數變化并產生報警提示(如果漏率超過設定值)。
冷凝器氦質譜檢漏的挑戰
高濃度水蒸汽 由于冷凝器內的氣體幾乎完全是水蒸氣,溫度較高而且具有一定的腐蝕性。大量的水蒸汽可能會堵塞檢漏儀的吸槍或節流附件,進入到檢漏儀后還非常容易造成檢漏儀損壞。
冷凝器結構復雜且尺寸巨大 在漏點處噴氦的操作者通常無法看到檢漏儀的反應,因此需要多人配合檢漏;當漏點距離檢漏儀較遠時,響應時間很長,噴氦之后需要等一段時間才能知道有沒有泄漏;長時間大面積的噴氦,也會使環境中的氦氣濃度不斷上升,造成檢漏儀靈敏度下降、恢復時間(檢測到泄漏并停止噴氦后,檢漏儀本底恢復的時間)變長。
安捷倫電廠冷凝器檢漏解決方案
安捷倫 HLD 系列氦質譜檢漏儀 除了下面圖片列出的特點,HLD 系列檢漏儀在環境氦氣濃度超出正常值 200 倍時仍然具有最高的精度,避免長時間噴氦后環境濃度升高對檢漏工作的影響。

安捷倫與苛刻環境吸槍(防水吸槍) 可以承受 95°C 的高溫,探頭由耐腐蝕的 316L 不銹鋼制成,內部特殊的膜層設計只允許小分子氣體通過,可以避免水或者水蒸氣進入檢漏儀。

由于管壁的粘滯力,管道中心的氣體流速是最快的,該吸槍的伸縮式探頭可以深入到管道中心氣體流速最大處,有助于縮短響應時間。

無線遙控器 采用傳輸距離更長、抗干擾能力更強的無線通訊模塊(非藍牙),具有遠程讀數和控制功能,允許操作員在 100 米之外(傳輸距離可能受到墻壁和地板阻隔的影響)操作檢漏儀,輕松進行單人檢漏。該遙控器還配有耳機插孔,方便操作者在嘈雜的環境中準確的找到漏點。
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