引風(fēng)機(jī)汽輪機(jī)軸加疏水的改造與優(yōu)化

曾庭 ZENG Ting；關(guān)海東 GUAN Hai-dong；郭曉明 GUO Xiao-ming

（①中電投電力工程有限公司，上海 200000；②黑龍江省火電第一工程公司，哈爾濱 150090；③上海電力安裝第二工程公司，上海 200000）

（①CPI Power Engineering Co.，Ltd.，Shanghai 200000，China；②Heilongjiang Thermal Power No.1 Engineering Company，Harbin 150090，China；③Shanghai Power Erection No.2 Company，Shanghai 200000，China）

1 概述

在火力發(fā)電廠設(shè)備中軸封加熱器是回收軸封漏汽并利用其熱量來(lái)加熱凝結(jié)水的裝置，能夠減少能源損失，提高機(jī)組熱效率?；厥盏妮S封漏汽經(jīng)凝結(jié)水冷卻后凝結(jié)成水流入凝汽器，為滿足凝汽器的真空要求，原設(shè)計(jì)在軸加疏水管道上設(shè)計(jì)了自動(dòng)疏水器。

2 設(shè)備簡(jiǎn)介

2.1 軸加結(jié)構(gòu) 某電廠的引風(fēng)機(jī)汽輪機(jī)系統(tǒng)配置了獨(dú)立的軸封加熱器，汽輪機(jī)及軸封加熱器均屬東方汽輪機(jī)廠制造。其制造的軸封加熱器為JQ-15/15型汽封加熱器，結(jié)構(gòu)圖[1]。

圖1 軸加結(jié)構(gòu)圖（俯視圖）

圖2 軸加結(jié)構(gòu)圖（側(cè)視圖）

2.2 軸加工作原理 如圖1、圖2所示，軸加分兩段腔室，左殼體⑤是第一段腔室，右殼體⑥是第二段腔室，由主蒸汽管來(lái)的蒸汽進(jìn)入軸封抽氣器③，從抽氣器噴嘴噴出，這時(shí)蒸汽流速增加，壓力降低，在噴嘴吸喉進(jìn)口前形成負(fù)壓區(qū)，則一段腔室內(nèi)的不凝氣體被抽出。這樣一段腔室內(nèi)部形成一定負(fù)壓，軸封漏汽進(jìn)入一段腔室被管側(cè)凝結(jié)水冷卻，形成一段疏水。由于軸封抽氣器一段腔室內(nèi)的不凝氣體抽出以及蒸汽冷凝，使一段腔室內(nèi)保持負(fù)壓。一段腔室被抽出的不凝氣體與抽氣器的動(dòng)力蒸汽混合進(jìn)入二段腔室被管側(cè)凝結(jié)水冷卻，形成二段疏水。

3 軸加調(diào)試過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題及采取的措施

在引風(fēng)機(jī)汽輪機(jī)調(diào)試期間，在引風(fēng)機(jī)汽輪機(jī)投軸封系統(tǒng)后，軸封加熱器在額定工作壓力及額定溫度情況下，軸封加熱器的疏水不暢，部分疏水從軸封加熱器排汽管道噴出，汽輪機(jī)軸封供汽調(diào)整無(wú)法進(jìn)行。

引風(fēng)機(jī)汽輪機(jī)軸封加熱器一、二段疏水設(shè)計(jì)院均采用浮球式自動(dòng)疏水器將疏水疏至凝汽器（如圖3），此閥結(jié)構(gòu)是疏水達(dá)到一定量將浮球頂起后將疏水排掉，但東方汽輪機(jī)廠供浮球式自動(dòng)疏水閥的疏水孔徑只有φ10，其疏水流量很小，遠(yuǎn)不能滿足實(shí)際軸封加熱器投運(yùn)工況下疏水量，造成軸封加熱器疏水不暢。為了保證軸加的疏水量，在一、二段自動(dòng)疏水器處各自增加一旁路，用旁路將軸加的疏水送走。打開(kāi)旁路門后，加大了軸加疏水量，但同時(shí)軸加排空管倒吸空氣，凝汽器真空度降低。為保證引風(fēng)機(jī)汽輪機(jī)調(diào)試，臨時(shí)采取了代用大疏水量的疏水器進(jìn)行疏水運(yùn)行。并聯(lián)系設(shè)計(jì)院將自動(dòng)疏水器形式疏水改成水封形式。由于場(chǎng)地限制，無(wú)法采用單級(jí)水封，故采用多級(jí)水封。

圖3 軸加相關(guān)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖

圖4 多級(jí)水封示意簡(jiǎn)圖

4 軸加疏水水封設(shè)計(jì)依據(jù)

4.1 模型建立 以圖4為計(jì)算模型，結(jié)合該電廠實(shí)際參數(shù)，對(duì)多級(jí)水封進(jìn)行設(shè)計(jì) 多級(jí)水封每級(jí)水封管高度H按下式確定：H=（P0-P5）/nρg+δ

式中P0、P5——分別為軸加一（二）段腔室汽側(cè)壓力、凝汽器壓力，Pa;n——水封級(jí)數(shù)；ρ——疏水的密度，Kg/m3；δ——富裕度，即必須有H>h。

水封管的數(shù)目為n時(shí)，則相當(dāng)于需用nh的冷凝水柱靜壓力平衡兩容器間的壓力差。多級(jí)水封工作時(shí)，各級(jí)空間壓力由下式確定：P1=P0-hρg P2=P1-hρg

P3=P2-hρg P4=P3-hρg

P0——軸加容器汽側(cè)壓力，Pa；P1、P2、P3、P4——各級(jí)水封空間 壓力，Pa；H——每級(jí)水封管高度，Pa。

水柱高度h為每相鄰兩水封管的壓力差，各級(jí)空間壓力依次遞減，即P0＞P1＞P2＞P3＞P4>P5。

已知軸加一段腔室汽側(cè)額定工作壓力-6kpa.g，二段腔室汽側(cè)額定工作壓力為常壓0kpa.g，凝汽器汽側(cè)額定工作壓力[2]-72kpa.g，水的密封ρ=1000kg/m3，重力加速度g=10N/kg

4.2 軸加一段疏水水封計(jì)算 對(duì)于一段疏水：①多級(jí)水封前后壓差：ΔP1=-6kpa.g-（-72kpa.g）=66kpa=66000pa；②考慮該電廠軸加與凝泵坑高差限制，每級(jí)水封管高度不能過(guò)高，故我們采用四級(jí)水封，每級(jí)水封水柱高度：h1=ΔP1/(nρg)=1.65m；③取δ=0.35m，則每級(jí)水封管高度H1=h1+δ=2m；④再加上水封管外的高度，則設(shè)計(jì)的軸加一段水封圖如圖5所示。

圖5 軸加一段腔室疏水4級(jí)水封

圖6 軸加二段腔室疏水4級(jí)水封

4.3 軸加二段疏水水封計(jì)算 對(duì)于二段疏水①多級(jí)水封前后壓差 ΔP2=0kpa.g-（-72kpa.g）=72kpa=72000pa；②考慮該電廠軸加與凝泵坑高差限制，每級(jí)水封管高度不能過(guò)高，故我們采用四級(jí)水封，每級(jí)水封水柱高度：h1=ΔP1/(nρg)=1.8m；③取δ=0.35m，則每級(jí)水封管高度H1=h1+δ=2.15m；④再加上水封管外的高度，則設(shè)計(jì)的軸加二段水封圖如圖6。設(shè)計(jì)改造完成后，投入運(yùn)行時(shí)，在不同工況下，軸加一二段腔室水位穩(wěn)定，一二段水封均運(yùn)行良好。

5 結(jié)束語(yǔ)

軸加疏水配備合適的水封對(duì)機(jī)組運(yùn)行非常重要。配置水封阻力過(guò)小，則會(huì)導(dǎo)致軸加水位低，軸封加熱器中的汽—?dú)饣旌衔锉焕肽髦?，使凝汽器的真空惡化，真空下降?dǎo)致汽耗也增加，這就使機(jī)組的經(jīng)濟(jì)效率降低，蒸汽進(jìn)入凝汽器中使凝汽器的熱負(fù)荷增大，在循環(huán)水量不增加的情況下，凝汽器的真空必然會(huì)下降，若增加循環(huán)水量又會(huì)增加廠用電耗；配置的水封阻力過(guò)大，則導(dǎo)致軸加水位過(guò)高，而軸加水位過(guò)高，就有可能有水滿到軸封管，造成軸封處動(dòng)靜摩擦，可能導(dǎo)致大軸彎曲。

[1]JQ-15/15型汽封加熱器結(jié)構(gòu)圖[Z].東方汽輪機(jī)廠.

[2]NJK7-1.0型鍋爐引風(fēng)機(jī)汽輪機(jī)產(chǎn)品使用說(shuō)明書[Z].東方汽輪機(jī)廠.

[3]唐傳貴,王輝,楊學(xué)俠,鄭數(shù).電廠高壓加熱器疏水系統(tǒng)改造及應(yīng)用[J].安徽科技，2008(09).