超臨界機(jī)組汽輪機(jī)運(yùn)行中的軸封系統(tǒng)問題分析及優(yōu)化

胡俊

摘 要：電力行業(yè)作為國家基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，在中國社會生產(chǎn)力水平的提高和社會經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展中起到了重要的推動作用。超臨界汽輪機(jī)是現(xiàn)代化電力生產(chǎn)的主要產(chǎn)品，電力行業(yè)的不斷革新有力地支持了中國電力企業(yè)的發(fā)展。文章針對超臨界汽輪機(jī)軸封系統(tǒng)運(yùn)行存在的問題進(jìn)行分析，并針對提出的有關(guān)問題給出具體的解決方案。

關(guān)鍵詞：超臨界機(jī)組汽輪機(jī)；軸封系統(tǒng)；問題分析；優(yōu)化方案

中圖分類號：TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）23-0110-01

汽輪機(jī)的軸封系統(tǒng)主要作用是防止在主汽輪機(jī)及小機(jī)正常運(yùn)行時高溫高壓蒸汽進(jìn)入空氣四溢，以及機(jī)組起停過程中避免空氣從汽輪機(jī)動靜部分間隙進(jìn)入汽輪機(jī)而破壞真空。軸封系統(tǒng)是確保超臨界汽輪機(jī)的良好運(yùn)轉(zhuǎn)的重要組成部分。在本文中，超臨界汽輪發(fā)電機(jī)組，對軸封系統(tǒng)的設(shè)計，安裝和操作問題的詳細(xì)分析，基于超臨界機(jī)組在運(yùn)行中遇到的有關(guān)問題，提出了具體的解決方案。

1 軸封蒸汽系統(tǒng)的功能

軸封蒸汽系統(tǒng)的功能是防止高壓區(qū)的蒸汽溢出到大氣中，并防止空氣進(jìn)入低壓區(qū)，其主要組成有以下幾方面。

1.1 供汽和溢流

軸封汽源主要有低溫再熱蒸汽、四抽、輔汽以及各檔閥桿漏汽。各路汽源供至軸封蒸汽母管，通過調(diào)門控制母管壓力在一定值。超臨界機(jī)組在一定負(fù)荷以上單靠各閥桿漏汽即可達(dá)到自密封效果，多余蒸汽通過溢流回路送至#8低壓加熱器。

1.2 軸封蒸汽回汽

主、小機(jī)的軸封回汽排至軸封加熱器，用以加熱機(jī)側(cè)給水并進(jìn)一步對軸封蒸汽熱量加以利用。通過軸封加熱器冷凝后的水回收至凝汽器。

1.3 汽封蒸汽疏水

通過自動疏水器將軸封蒸汽疏水排至凝汽器疏水?dāng)U容器。

2 軸封系統(tǒng)中的相關(guān)問題及原因分析

2.1 軸封加熱器內(nèi)部斷裂成因

因為軸封加熱器進(jìn)汽溫度約為150 ℃，壓力為20 kPa，而軸封加熱器的排汽回水溫度通常為50 ℃，凝結(jié)水溫度約為35 ℃，壓力約為2 MPa。因此軸封加熱器在設(shè)計中，管道內(nèi)外壁即存在一定溫差和壓差，當(dāng)熱交換過程的蒸汽供應(yīng)突變時，容易造成管道振動，進(jìn)而造成管道斷裂。

2.2 低壓缸噴水導(dǎo)致低壓轉(zhuǎn)子振動

當(dāng)機(jī)組負(fù)荷快速下降時，排汽溫度會迅速升高，低壓缸噴水需要開啟，噴水對低壓缸采取低壓氣缸壁的沖擊的引線，從而使沿筒壁低壓高溫冷卻水流入錐形密封體，使之成為一個尖銳下降水汽進(jìn)入密封的溫度引起凝聚，這促使轉(zhuǎn)子的局部振動。

2.3 軸封聲音異常

由于經(jīng)常產(chǎn)生在低壓渦輪軸密封重新路由過程的碰撞節(jié)奏音，并從缸體的外側(cè)可以更準(zhǔn)確地確定聲音產(chǎn)生的位置，這種情況的發(fā)生，主要是由于疏水性分離器噴嘴堵塞使蒸汽，密封水平升高，由于水同時分離成蒸汽，減少所引起的機(jī)器振動水平上升的量引起的密封本體不斷可聽。

2.4 低壓軸封供氣帶水

①用滿載壓力表和低壓密封接頭的蒸汽室單元被連接到水流處，除去低壓缸，氣缸密封后乙低壓蒸汽壓力表，發(fā)現(xiàn)了來自蒸汽濕腔室的蒸汽和水蒸汽連續(xù)地從蒸汽內(nèi)部溢出。究其原因通常是密封水對蒸汽溫度測量點密封允許的，導(dǎo)致密封蒸汽過熱。

②低壓力霧化噴嘴密封保存密封加熱水如此之差。

③軸密封供應(yīng)蒸汽冷卻外部冷源；密封蒸汽管不通暢的疏水性，導(dǎo)致密封水。

通過調(diào)查，確定密封蒸汽管的冷源冷卻的原因，通過冷凝器傳遞，降低了密封氣體質(zhì)量。通過低壓蒸汽管冷凝器密封后分為前和引進(jìn)2路低壓密封為通過蒸汽冷凝管裸管蒸汽室后，與低壓缸排汽冷卻后和可能會受到低壓力水箱和后氣缸水幕保護(hù)噴淋。

2.5 小汽機(jī)軸封供汽不足

小機(jī)投入運(yùn)行，真空由-95 kPa降至-93 kPa。相反，小機(jī)停運(yùn)，真空回收裝置后退出。提高主機(jī)的密封壓力，真空機(jī)組發(fā)現(xiàn)了一個明顯的上升趨勢，存在問題的單位迷宮系統(tǒng)，通過綜合判斷得出：影響蒸汽真空重點應(yīng)該是小汽輪機(jī)軸封系統(tǒng)，這個問題的主要原因是小的存在汽輪機(jī)軸封嚴(yán)重不足。

3 軸封系統(tǒng)的優(yōu)化措施

3.1 軸封管道的熱隔絕措施

因為低壓軸封位于關(guān)聯(lián)冷凝器管道內(nèi)，并在冷凝器內(nèi)的溫度和排氣溫度幾乎是相同的，并且比所述低壓軸封蒸汽溫度相當(dāng)?shù)?，同時密封管進(jìn)入冷凝器因為由低壓缸干擾的水后，形成密封的蒸汽管路振動的損害。為了解決上述的情況下，在渦輪機(jī)運(yùn)行的低壓缸密封隔絕熱管的內(nèi)部，和2 mm左右管中的蒸汽關(guān)到避孕套的蒸汽管密封件和背面，可以有效地減少振動密封的情況出現(xiàn)破損的管道。

3.2 進(jìn)汽管道與回汽管道中膨脹節(jié)的安裝

由于超臨界蒸汽渦輪機(jī)的操作條件的影響，軸封系統(tǒng)工作在不斷變化，并且當(dāng)蒸汽渦輪機(jī)的氣缸的熱變形的量變化時，密封該管將不可避免地產(chǎn)生的振動，膨脹或收縮現(xiàn)象，導(dǎo)致密封管道應(yīng)力的變化，可導(dǎo)致相應(yīng)的連接器拆關(guān)原，這樣你就可以返回到蒸汽管道和蒸汽管道進(jìn)入伸縮縫，它擴(kuò)大應(yīng)力的作用，并能更好地吸收密封管。

3.3 增加低壓軸封體溫度監(jiān)測點

操作時超臨界汽輪機(jī)，軸封系統(tǒng)的操作直接影響機(jī)組的安全運(yùn)行，從而保證了主，輔助蒸汽控制閥和密封不好調(diào)節(jié)渦輪機(jī)的溢流閥的良好維護(hù)性能運(yùn)行狀態(tài)具有重要的作用和意義。通過植物溫水低壓缸頭操作，密封母管中的反應(yīng)，封成一個全面的健康檢查氣管，適當(dāng)增加低壓密封的溫度，以便于渦輪機(jī)運(yùn)行期間監(jiān)測點封工作條件進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷。

3.4 逆止閥的水平安裝

除了低壓缸蒸汽冷凝器和背部在合理的優(yōu)化蒸汽管道，但也應(yīng)對密封成優(yōu)化，以避免內(nèi)部斷裂冷凝器影響汽輪機(jī)的健康的蒸汽渦輪機(jī)和蒸汽管道。另一方面，由于密封背坡蒸汽管和密封該加熱器可以不小于1/50，故軸加風(fēng)扇出口止回閥應(yīng)安裝的水平達(dá)到，從而保證了渦輪機(jī)的正常運(yùn)行主機(jī)。此外，除了對止回閥的水平，為水點安裝的高、中、低的密封的管應(yīng)該選擇一個相對低的位置。

3.5 對供汽管道加裝保溫套管

與水封到機(jī)組的安全運(yùn)行問題，會帶來很大的風(fēng)險，如轉(zhuǎn)子彎曲，密封墊磨損和腐蝕，主機(jī)潤滑油帶水，通過對軸封蒸汽回汽管道安裝隔熱套管來解決。所提出的設(shè)計單位或工廠考慮低壓軸封蒸汽供給配管，蒸汽管不能直接通至冷凝器，以避免在冷凝器冷卻。

3.6 拆除節(jié)流孔板

拆除節(jié)流孔板，重新啟動后，投入一個小機(jī)軸封系統(tǒng)，軸封蒸汽壓力，溫度正常。試驗帶負(fù)荷時真空以0.25 kPa/min的速率下降，可接受范圍內(nèi)。通過比較相同的負(fù)載，以真空近2 kPa后解決了小汽輪機(jī)軸封供汽的問題，徹底解決問題，單位的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行會產(chǎn)生良好的效果。

4 結(jié) 語

汽輪機(jī)軸封系統(tǒng)是汽輪機(jī)的重要組成部分，有史以來發(fā)生了很多問題：如轉(zhuǎn)子彎曲、軸振動、真空系統(tǒng)的問題，以及軸封帶水等問題，常與同軸密封系統(tǒng)，本文提出超臨界汽輪機(jī)軸封系統(tǒng)運(yùn)行的常見問題及問題分析，為解決軸封系統(tǒng)相關(guān)問題給出了可行的意見和建議，在可預(yù)見的未來，加強(qiáng)軸封系統(tǒng)故障及問題點的排除是保持超臨界汽輪機(jī)有效運(yùn)行的重要手段。

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