600MW汽輪機(jī)軸封系統(tǒng)運(yùn)行方式優(yōu)化

黃太明，陶再素

（華電白音華金山發(fā)電有限公司，內(nèi)蒙古錫林郭勒 026200）

600MW汽輪機(jī)軸封系統(tǒng)運(yùn)行方式優(yōu)化

黃太明，陶再素

（華電白音華金山發(fā)電有限公司，內(nèi)蒙古錫林郭勒 026200）

華電白音華金山發(fā)電有限公司一期2×600MW汽輪機(jī)軸封系統(tǒng)運(yùn)行中存在低壓軸封供汽減溫后2個(gè)測(cè)點(diǎn)溫度偏差大、低壓軸封供汽溫度低、減溫水量大等異?，F(xiàn)象。對(duì)汽輪機(jī)軸封供汽壓力、溫度等參數(shù)進(jìn)行分析、調(diào)整，有效改善了汽輪機(jī)軸封系統(tǒng)的運(yùn)行工況，提出了軸封系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)化措施。

汽輪機(jī)；軸封；壓力；溫度；損失

1 汽輪機(jī)軸封系統(tǒng)設(shè)計(jì)運(yùn)行方式

汽輪機(jī)軸封系統(tǒng)的主要功能是向汽輪機(jī)的軸封和主汽門、調(diào)門的閥桿汽封提供密封蒸汽，同時(shí)將汽封的漏汽合理地導(dǎo)向和抽出。在汽輪機(jī)的高壓區(qū)段，軸封系統(tǒng)的功能是防止蒸汽向外泄漏，以確保汽輪機(jī)有較高的效率；在汽輪機(jī)的低壓區(qū)段，則是防止外界的冷空氣進(jìn)入汽輪機(jī)內(nèi)部。華電白音華金山發(fā)電有限公司一期2×600MW汽輪機(jī)軸封系統(tǒng)設(shè)計(jì)運(yùn)行方式如下。

（1）機(jī)組啟動(dòng)及低負(fù)荷階段，軸封供汽由高壓輔助蒸汽提供，維持軸封供汽母管壓力在24 kPa。

（2）當(dāng)冷再蒸汽壓力、溫度滿足軸封供汽要求（蒸汽過熱度不低于14℃、蒸汽溫度與調(diào)端高壓缸端壁溫差不超過85℃）時(shí)，由冷再供軸封并維持軸封供汽母管壓力在27 kPa。

（3）當(dāng)高、中壓缸軸封漏汽及主汽門、調(diào)門的門桿漏汽能滿足軸封自密封時(shí)，由軸封溢流調(diào)節(jié)門維持軸封供汽母管壓力在31 kPa。

（4）低壓軸封供汽減溫水調(diào)節(jié)門的溫度設(shè)定值為150℃。

2 軸封系統(tǒng)按設(shè)計(jì)方式運(yùn)行時(shí)存在的問題

2.1 低壓軸封供汽溫度偏低

調(diào)整前，＃1，＃2汽輪機(jī)低壓軸封供汽溫度基本都略低于軸封供汽壓力下的飽和溫度（見表1，表中溫度1、溫度2為2個(gè)測(cè)點(diǎn)的溫度），＃2機(jī)組＃2低壓缸勵(lì)端軸封在機(jī)組運(yùn)行時(shí)甚至發(fā)生過甩水現(xiàn)象，嚴(yán)重威脅機(jī)組運(yùn)行安全。為了防止軸封供汽帶水，＃1，＃2機(jī)組運(yùn)行中均保持各軸封進(jìn)汽濾網(wǎng)放水手動(dòng)門微開，導(dǎo)致以下不利影響：（1）各軸封進(jìn)汽濾網(wǎng)放水手動(dòng)門損壞；（2）損失大量蒸汽；（3）不凝結(jié)氣體可能漏入真空系統(tǒng)。

2.2 低壓軸封供汽壓力低

＃1，＃2汽輪機(jī)＃3～＃6瓦運(yùn)行中低壓軸封供汽壓力均偏低，最高的17 kPa，最低的0 kPa（見表2），經(jīng)熱工校驗(yàn)并更換相關(guān)表計(jì)后確認(rèn)其測(cè)量值準(zhǔn)確，因此，機(jī)組運(yùn)行中存在由低壓軸封處漏入冷空氣的可能。

表2＃1，＃2汽輪機(jī)運(yùn)行中低壓軸封供汽壓力 kPa

分析認(rèn)為各瓦軸封壓力偏差較大且＃2低壓缸電端軸封供汽壓力較低的可能原因如下。

（1）低缸汽封間隙不一致。

（2）各瓦軸封供汽管路設(shè)計(jì)、安裝不合理，導(dǎo)致供汽能力不一致。

（3）各瓦軸封供汽管路濾網(wǎng)可能存在臟堵。

表1＃1機(jī)組各負(fù)荷下軸封系統(tǒng)參數(shù)

（4）各瓦軸封供汽管路濾網(wǎng)放水門開度不一致，導(dǎo)致進(jìn)汽量不一樣。

2.3 軸封壓力測(cè)點(diǎn)指示不準(zhǔn)

＃2機(jī)組停運(yùn)，在軸封供汽完全停止以后，高壓軸封供汽壓力指示為7 kPa，低壓軸封母管壓力指示為15 kPa。對(duì)＃2機(jī)組高、低壓軸封供汽壓力取樣管進(jìn)行吹掃并校驗(yàn)壓力表后，高、低壓軸封母管壓力指示均為0 kPa。

2.4 低壓軸封減溫水量大

當(dāng)＃1，＃2機(jī)組低壓軸封供汽減溫后溫度設(shè)定值為150～170℃時(shí)，低壓軸封減溫水調(diào)節(jié)門的開度為40%～50%（凝結(jié)水母管壓力為1.5MPa），減溫后的蒸汽溫度1，2存在20～50℃的偏差且溫度1波動(dòng)幅度較大。為了保證低壓軸封減溫水調(diào)節(jié)門能投入自動(dòng)控制，目前＃1，＃2機(jī)組均單獨(dú)選擇溫度2進(jìn)行調(diào)節(jié)，溫度1僅作為參考。由于減溫水量大，低壓軸封蒸汽不能將減溫水完全汽化，低壓軸封供汽減溫后疏水罐3～4min就發(fā)1次水位高高報(bào)警，為防止低壓軸封供汽減溫后疏水氣動(dòng)門因頻繁開關(guān)而損壞，運(yùn)行中該疏水氣動(dòng)門保持常開，導(dǎo)致大量熱量損失。

3 汽輪機(jī)軸封系統(tǒng)運(yùn)行方式調(diào)整

3.1 調(diào)整軸封系統(tǒng)運(yùn)行壓力

＃1機(jī)組高壓輔助蒸汽供軸封壓力設(shè)定值改為33 kPa，冷再供軸封壓力設(shè)定值改為38 kPa，軸封溢流調(diào)節(jié)門壓力設(shè)定值改為42 kPa。

＃2機(jī)組高壓輔助蒸汽供軸封壓力設(shè)定值改為40 kPa，冷再供軸封壓力設(shè)定值改為45 kPa，軸封溢流調(diào)節(jié)門壓力設(shè)定值改為47 kPa。

調(diào)整后＃1，＃2機(jī)組運(yùn)行中高、低壓缸軸封均能保證可靠密封，且沒有蒸汽外漏。

3.2 調(diào)整低壓軸封供汽減溫后溫度

＃1機(jī)組低壓軸封減溫水調(diào)門設(shè)定值改為233℃。在150～600MW范圍內(nèi)運(yùn)行時(shí)，各軸封供汽溫度均能維持在120～150℃，滿足了軸封供汽過熱度的要求；同時(shí)，低壓軸封減溫水調(diào)節(jié)門的開度始終小于5%（凝結(jié)水母管壓力為1.5MPa），減溫后疏水罐水位高高報(bào)警約10 h發(fā)信1次，達(dá)到正常要求。

＃2機(jī)組低壓軸封減溫水調(diào)門設(shè)定值改為230℃。在300～600MW范圍內(nèi)運(yùn)行時(shí)，各軸封供汽溫度均能維持在120～150℃，滿足了軸封供汽過熱度的要求；同時(shí)，低壓軸封減溫水調(diào)節(jié)門的開度始終小于16%（凝結(jié)水母管壓力為1.5MPa），減溫后疏水罐水位高高報(bào)警約20min發(fā)信1次，比調(diào)整前有較大改善。

將＃1，＃2機(jī)組各軸封的入口濾網(wǎng)放水門關(guān)閉后，軸封供汽溫度仍能維持在120℃以上，但＃1機(jī)組＃2低壓缸勵(lì)端入口濾網(wǎng)放水一、二次門因長(zhǎng)期開啟受蒸汽沖刷，內(nèi)漏嚴(yán)重，需要更換新門。

＃1，＃2機(jī)組低壓軸封供汽溫度調(diào)整后，＃2機(jī)組軸封減溫水用量明顯比＃1機(jī)組大，低壓軸封管路的積水情況也比較嚴(yán)重，其原因?yàn)椋海?，＃2機(jī)組低壓軸封供汽管路布置方式不一樣，＃2機(jī)組疏水口離減溫水噴頭較近。

＃1，＃2機(jī)組低壓軸封供汽溫度調(diào)整后，減溫后溫度1與溫度2的差值仍然較大（＃1機(jī)組溫度2比溫度1高120℃，＃2機(jī)組溫度2比溫度1高53℃）。溫度測(cè)點(diǎn)位于蒸汽管道上方，溫度1與溫度2測(cè)點(diǎn)相距約20 cm，正常情況下不可能存在如此大的偏差，對(duì)溫度1的測(cè)溫元件及其套管的安裝情況進(jìn)行檢查也都正常，基本確定為減溫水未完全汽化就進(jìn)入溫度1測(cè)量區(qū)域，導(dǎo)致溫度1指示偏低。

4 進(jìn)一步優(yōu)化措施

4.1＃1，＃2汽輪機(jī)高壓軸封母管疏水加裝疏水罐

＃1，＃2汽輪機(jī)高壓軸封母管疏水原設(shè)計(jì)有疏水罐，能在分散控制系統(tǒng)（DCS）發(fā)送水位“高”“高高”報(bào)警并實(shí)現(xiàn)疏水門自動(dòng)開關(guān)。在安裝過程中，因空間限制取消了液位罐，直接安裝了疏水管。當(dāng)汽輪機(jī)負(fù)荷剛剛滿足軸封系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自密封時(shí)，軸封溢流調(diào)門、冷再供軸封調(diào)門、高壓輔助蒸汽供軸封調(diào)節(jié)門均處于關(guān)閉狀態(tài)，此時(shí)高壓軸封母管中蒸汽不流動(dòng)，高壓軸封母管蒸汽溫度急劇下降；汽源切換完成后，高壓軸封母管溫度又上升到正常值并保持穩(wěn)定，如：機(jī)組負(fù)荷560MW時(shí)的高壓軸封母管溫度為308℃，負(fù)荷373MW時(shí)僅為127℃，待冷再供軸封調(diào)門開啟后高壓軸封母管溫度又升至250℃并穩(wěn)定。

部分蒸汽冷卻后疏水積聚在軸封供汽母管中，如果不手動(dòng)開啟母管疏水門，當(dāng)加減負(fù)荷后軸封供汽的汽源切換或軸封溢流調(diào)節(jié)門開啟時(shí)，將出現(xiàn)蒸汽帶水的現(xiàn)象，甚至發(fā)生管路振動(dòng)。

因此，將＃1，＃2汽輪機(jī)軸封母管疏水安裝疏水罐，能在DCS發(fā)送水位“高”“高高”報(bào)警并實(shí)現(xiàn)疏水門自動(dòng)開關(guān)。

4.2 優(yōu)化低壓軸封減溫器安裝管段直徑

＃1，＃2汽輪機(jī)低壓軸封減溫器目前采用的是瑞士費(fèi)舍爾生產(chǎn)的DMA／AF-1B型減溫器，額定減溫水量為15 t／h。說明書要求該型號(hào)減溫器可以安裝在內(nèi)徑為203.2～1524.0mm的蒸汽管路中，而＃1，＃2汽輪機(jī)低壓軸封供汽管路的尺寸為?219mm×7 mm（即內(nèi)徑為205mm），為該型號(hào)減溫器適用范圍的最下限。而＃1，＃2汽輪機(jī)低壓缸軸封供汽減溫后管路頻繁疏水，即使將減溫后溫度提高至230℃仍然積水較多，說明有部分減溫水是直接噴到了管壁上，這部分減溫水與蒸汽不能充分接觸，不能完全汽化。

重新選擇低壓軸封減溫器或增加低壓軸封減溫器安裝管段直徑。＃1，＃2汽輪機(jī)高壓軸封管道的尺寸為?273mm×7mm（即內(nèi)徑為259mm），比低壓軸封管路內(nèi)徑大54mm，如果將低壓軸封減溫器安裝管段換成高壓軸封一樣的管道，可以有效減少噴至管壁的減溫水量，也可避免更換減溫器的高額費(fèi)用。

5 結(jié)束語

對(duì)華電白音華金山發(fā)電有限公司＃1，＃2汽輪機(jī)軸封系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化并調(diào)整運(yùn)行參數(shù)后，有效地解決了低壓軸封供汽減溫后溫度1，2偏差大、低壓軸封供汽溫度低、減溫水量大、軸封供汽帶水以及管路振動(dòng)等異常情況，改善了汽輪機(jī)軸封系統(tǒng)的運(yùn)行工況，保障了機(jī)組的安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

（本文責(zé)編：劉芳）

TK 263.6+3

：B

：1674-1951（2015）06-0062-02

黃太明（1978—），男，四川蒼溪人，工程師，從事發(fā)電廠鍋爐、汽輪機(jī)運(yùn)行方面的工作（E-mail：huangtaiming＠163.com）。

2014-09-30；

2015-05-01

陶再素（1975—），女，重慶人，工程師，從事發(fā)電廠運(yùn)行管理方面的工作（E-mail：469968309＠qq.com）。