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摘要：火电厂电力生产时的冷端损失是热力循环能力损失的核心过程，汽轮发电机组真空系统能够降低冷端损失，保证电厂经济效益。此外，基于安全性分析，真空较低时渗入凝汽器的空气加剧了凝汽器的热量传输、低压管道与加热设备腐蚀。所以，日常生产中应及时检测凝汽器漏气率，便于保持机组加高真空。
关键词：汽轮发电机组；真空系统；漏气率在线检测；方法分析
1.前言
现阶段，电厂生产凝汽器漏气率检测方法为隔离掉真空装置后，通过多次向凝汽器内冲入空气来测量其真空下降率和漏气量，绘制出漏入空气量与真空下降速度之间的关系曲线，从而绘出真空系统的空气率。这种方法需要隔离掉真空装置条件下，并且需要多次不断测量，容易在测量过程中破坏机组真空，造成紧急停机，影响机组安全运行。
因此，现提出能直接在线测量漏气量的方法。通过测量水环真空泵之后管道内的剩余混合气体的温度、压力、湿度等参数，通过文中的空气率计算公式，可以直接得出真空系统漏气率。这种方法测量结果直接、过程简单、结果可靠，而且安全。
2.真空系统漏气率在线检测理论分析
汽轮发电机组真空系统漏气率在线检测进行实验分析，利用测量水环真空泵之后的剩余混合气体的温度、压力、湿度测点，把在线测量获得数据引入方程式内进而获得凝汽器空气漏入率。
（一）测量原理
取水环真空泵前管道中的温度压力分别为T1、P1,水环真空泵前管道内气体成分为湿饱和蒸汽与空气混合物，根据质量稳定方程①：
T1、P1工况下：G混合气体=G湿饱和蒸汽+G空气…………………………①
水环式真空泵后，因为真空泵中水冷却影响使得混合气体温度降低至T2。加之，因为泵升压影响，混合气体压力提高至P2，如此一来使得混合气体内大量湿饱和蒸汽凝结为水，被水环真空泵工作岁带出系统，而剩余未凝结的饱和蒸汽与空气形成湿空气。根据质量稳定方程②：
T2、P2工况下：G混合气体=G疏出水+G饱和蒸汽+G空气=G疏出水+G湿空气
………………………………………………………………………②
式②中的湿空气理论成分为T2温度下的饱和蒸汽与空气。但现实运行中，水环式真空泵后的管路由于管道温度低的原因，还有少量的蒸汽凝结于管道壁，致使水蒸汽处于未饱和状态。所以，水环式真空泵后的气体成分见式：
G湿空气=G水蒸气+G空气…………………………………………………③
式中③G湿空可以使用流速计算；G空气可以空气分压公式算出。
（二）空气漏气率公式计算
由于水环真空泵后管道中的压力略高于大气压，可视为理想气体。根据理想气体方程式，空气的摩尔流量:
其中，P空气为空气压力；kPa；
V空气为空气体积流量，m³/s；
n空气为空气摩尔流量。Mol/s；
R为普适气体参数，8.341J/(mol•K）。
利用空气分压公式：
P空气=P2-x•Ps
水蒸气分压力表示为x•Ps，空气分压力为P2-x•Ps,
所以空气质量流量计算公式：
G空气=28.97*n空气=……………………④
空气体积与湿空气体积相等：……………⑤
v为湿空气流速，m/s，通过气体流速计在线检测获得；S为抽气管道横截面积：㎡。
3.试验论证
为了验证本文提出的测量方法的准确性,搭建了模拟电厂凝汽器抽真空管道环境的实验台，实验中,给定不同的送风流量来模拟电厂实际运行中不同的空气漏入工况，通过测量不同工况下的温度、压力、湿度、流速参数,给定不同的送风流量来模拟电厂实际运行中不同的空气漏入工况,通过测量不同工况下的温度、压力、湿度、流速参数,利用公式④：
G空气=28.97*n空气=……………………④
计算得到空气漏入率,将该计算值与实验给定值比较,确定本文提出方法的可行性。
实验条件：
已知实验室温度为26℃，压力为1.0325kPa，空气密度为1.169kg/m³，模拟抽气管道直径0.1m。试验时实验中设定加热丝温度95℃，以便能够提供持续稳定的湿蒸汽，经过调节变频调节风机转速，给定5个不同的模拟空气漏入率，分别为45、50、55、65、70m³/h。根据公式④计算结果与给定量比较，验证结果的可靠性。
最终通过计算得到空气漏入率，计算结果如下表：
4结论
相比目前电厂传统生产中隔离真空装置测量凝汽器空气漏入率，这种新的汽轮发电机组真空系统漏气率测量方法，具有以下优势：
1）方法更加简单，明了，直接。通过测量测点数据，仅代入公式G空气=28.97*n空气=就可以得到结果，而且经过验证，计算结果可靠，与实际量基本一致，在误差允许范围以内。差。
2）整个测量和计算过程，无需将真空设备隔离出来，机组可以保持正常运行状态，无需停机，也不会对机组运行带来停机风险，具有更高的安全可靠性。
因此，通过测量真空泵后管道的温度、压力、流速、湿度等参数，计算出凝汽器空气漏入率这种方法，值得推行到现实电厂运行问题解决中应用。
参考文献
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