600MW汽輪機(jī)軸封系統(tǒng)簡(jiǎn)介及投停操作注意事項(xiàng)

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（內(nèi)蒙古大唐國(guó)際托克托發(fā)電有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 托克托 010206）

一、汽輪機(jī)軸封系統(tǒng)簡(jiǎn)介

（一）汽輪機(jī)軸封系統(tǒng)作用

汽輪機(jī)軸封的主要作用有兩方面:（1）由于低壓缸排汽直接進(jìn)入凝汽器，軸封能防止空氣漏入影響凝汽器真空、使真空泵功耗增加、凝汽器熱效率降低； 同時(shí)真空下降，排汽壓力將升高，排汽溫度升高；（2）由于高中壓缸蒸汽壓力高，軸封能防止蒸汽從軸端向外泄漏, 避免潤(rùn)滑油系統(tǒng)進(jìn)水。

（二）軸封系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

某發(fā)電廠(chǎng)三、四期四臺(tái)汽輪機(jī)均采用東方汽輪機(jī)廠(chǎng)制造的600 MW亞臨界、直接空冷凝器式機(jī)組。軸封系統(tǒng)主要組成部分有：軸封汽源、軸封減溫水、軸加、軸封溢流閥等設(shè)備及附屬管道構(gòu)成。本機(jī)組軸封系統(tǒng)汽源有三路：一路汽源為各門(mén)桿漏汽，一路汽源來(lái)自低輔聯(lián)箱，另一路來(lái)自主蒸汽管道。低壓軸封母管上裝有減溫器。兩個(gè)低壓缸的前、后端軸封均有3 段汽室。高中壓缸軸封分為前后軸封，前軸封有6段5個(gè)汽室，其中第3汽室漏汽接至四抽管道，前軸封漏汽引回至母管，后軸封有5段汽室。

二、軸封系統(tǒng)控制方式

（一）軸封系統(tǒng)壓力的控制

軸封系統(tǒng)的壓力由一個(gè)PID 控制，調(diào)整主、輔汽兩路汽源調(diào)門(mén)開(kāi)度及汽封溢流調(diào)門(mén)的開(kāi)度。運(yùn)行人員可根據(jù)具體情況，手動(dòng)和自動(dòng)方式下進(jìn)行切換。正常運(yùn)行時(shí)主汽軸封進(jìn)汽閥壓力設(shè)定值為35KPa，輔汽軸封進(jìn)汽閥壓力設(shè)為45KPa，軸封溢流閥壓力設(shè)為45KPa。

在機(jī)組啟動(dòng)時(shí)，主蒸汽過(guò)熱度較低，不滿(mǎn)足軸封供汽條件，主汽至軸封供汽未投入，各門(mén)桿漏汽量小、壓力低,無(wú)法維持軸封系統(tǒng)運(yùn)行。此時(shí)應(yīng)先投入輔汽至軸封汽源，并維持軸封母壓力、溫度正常。機(jī)組啟動(dòng)后期負(fù)荷的增加，各門(mén)桿漏汽流量增加壓力升高，可逐步實(shí)現(xiàn)自密封，此時(shí)可逐漸關(guān)小輔汽至軸封汽源。軸封系統(tǒng)仿照汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)引入了一定的“重疊度”，這樣可避免負(fù)荷大幅波動(dòng)或者其他情況時(shí)，出現(xiàn)軸封汽源供汽調(diào)門(mén)全關(guān)后，軸封溢流調(diào)門(mén)仍未開(kāi)啟；溢流調(diào)門(mén)開(kāi)啟后造成壓力突降，軸封汽源供汽調(diào)門(mén)又突開(kāi)，軸封汽源供汽調(diào)門(mén)及溢流調(diào)門(mén)頻繁開(kāi)關(guān)，造成軸封壓力大幅波動(dòng)。軸封溢流調(diào)門(mén)與凝汽器相連，壓力高時(shí)泄壓至凝汽器。軸封回汽進(jìn)入軸封冷卻器中冷凝后，通過(guò)多級(jí)水封進(jìn)入排汽裝置。軸封冷卻器配有2臺(tái)互為切換備用的軸抽風(fēng)機(jī)，用以抽出軸封冷卻器中的不凝氣體，維持系統(tǒng)負(fù)壓狀態(tài)。軸封系統(tǒng)中還設(shè)置了6處疏水閥，在軸封系統(tǒng)剛啟動(dòng)時(shí)暖管疏水, 保證系統(tǒng)的安全。

（二）軸封系統(tǒng)溫度的控制

軸封系統(tǒng)的溫度控制主要是參照汽輪機(jī)金屬溫選擇汽源溫度，如兩者溫差過(guò)大會(huì)因?yàn)閼?yīng)力降低汽輪機(jī)部件的使用壽命，還會(huì)造成脹差超限，造成動(dòng)靜摩擦、轉(zhuǎn)子損壞事故。本機(jī)組軸封減溫水安裝在低壓軸封供汽母管上，通過(guò)調(diào)門(mén)控制減溫水量調(diào)整低壓軸封溫度。

為了避免因軸封投運(yùn)造成的汽輪機(jī)不安全事故，在機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程中對(duì)汽封供汽的溫度有嚴(yán)格要求，制定了軸封供汽溫度的標(biāo)準(zhǔn)如下：（中壓缸啟動(dòng)）

冷態(tài)：缸溫＜305℃ 停機(jī)時(shí)間≥72h 150℃≤軸封溫度≤260℃

溫態(tài)：305℃≤缸溫＜420℃ 停機(jī)時(shí)間48h 150℃≤軸封溫度≤260℃

熱態(tài)：420℃≤缸溫＜490℃ 停機(jī)時(shí)間8h 150℃≤軸封溫度≤260℃

極熱態(tài)：缸溫≥490℃ 停機(jī)時(shí)間1h 208℃≤軸封溫度≤375℃

三、軸封系統(tǒng)投停及注意事項(xiàng)

（一）軸封系統(tǒng)投運(yùn)

確認(rèn)大機(jī)盤(pán)車(chē)投入連續(xù)運(yùn)行，循環(huán)水系統(tǒng)、凝結(jié)水系統(tǒng)投入運(yùn)行、軸冷多級(jí)水封已注水。關(guān)閉雜項(xiàng)母管至軸封減溫手動(dòng)水門(mén)、軸封至高壓缸、中壓缸供汽手動(dòng)門(mén)、軸封至小機(jī)供汽手動(dòng)門(mén)。開(kāi)啟軸封溢流調(diào)整門(mén)旁路門(mén)，軸封溢流至排汽裝置電動(dòng)門(mén)，軸封至兩個(gè)低壓缸供汽手動(dòng)門(mén)、開(kāi)啟各路疏水門(mén)。稍開(kāi)軸封汽源供汽門(mén)，進(jìn)行系統(tǒng)疏水。疏水結(jié)束后，關(guān)閉各路疏水旁路。啟動(dòng)軸冷風(fēng)機(jī)，調(diào)整負(fù)壓正常，初期可維持在-2～-3kPa之間，調(diào)整軸封減溫水時(shí)應(yīng)緩慢并注意監(jiān)視軸封溫度，穩(wěn)定后投入軸封溫度自動(dòng)控制，維持軸封溫度在121～177℃間。當(dāng)軸封母管溫度接近缸溫金屬溫時(shí)，緩慢開(kāi)啟軸封至高、中壓缸供汽手動(dòng)門(mén)，就地檢查高中壓缸軸封處有無(wú)冒汽、回汽正常。關(guān)閉軸封溢流調(diào)整門(mén)旁路電動(dòng)門(mén)，將軸封溢流調(diào)整門(mén)投自動(dòng)，設(shè)定定值50kPa，開(kāi)啟軸封汽源調(diào)整門(mén)時(shí)應(yīng)緩慢，并注意壓力變化，維持壓力在35～45kPa間。壓力穩(wěn)定后投入輔汽至軸封供汽調(diào)整門(mén)自動(dòng)，并將壓力設(shè)定在45kPa。期間可對(duì)主汽至軸封供汽管路進(jìn)行疏水暖管，主汽參數(shù)滿(mǎn)足軸封供汽要求后，將主汽供軸封調(diào)整門(mén)投自動(dòng)，壓力設(shè)定值設(shè)定35kPa，投入備用。

（二）軸封系統(tǒng)停運(yùn)

確認(rèn)排汽裝置真空為零，關(guān)閉主汽至軸封供汽、輔汽至軸封供汽，關(guān)閉軸封減溫水，停運(yùn)軸抽風(fēng)機(jī)，關(guān)閉軸封至高壓缸供汽手動(dòng)門(mén)，關(guān)閉軸封至中壓缸供汽手動(dòng)門(mén)，關(guān)閉軸封至低壓缸供汽手動(dòng)門(mén)，關(guān)閉主機(jī)軸封至小機(jī)軸封汽源門(mén)。開(kāi)啟軸封系統(tǒng)各路疏水，軸封系統(tǒng)已停運(yùn)，軸封壓力降至零，母管溫度逐漸下降，否則校驗(yàn)手動(dòng)門(mén)。

四、機(jī)組啟停過(guò)程中軸封系統(tǒng)投停操作不當(dāng)引起的事故分析

（一）某廠(chǎng)6 號(hào)機(jī)停機(jī)后潤(rùn)滑油系統(tǒng)進(jìn)水事件

2018 年07 月08 日，某廠(chǎng)7 號(hào)機(jī)滑參數(shù)停機(jī)后由于低壓軸封供汽未及時(shí)關(guān)閉導(dǎo)致潤(rùn)滑油進(jìn)水事件。

原因分析：發(fā)現(xiàn)潤(rùn)滑油箱油位上升后，立即將軸封至兩各低壓缸供汽手動(dòng)門(mén)關(guān)閉，軸封壓力由3.3kPa 上升至82kPa，經(jīng)排查軸封汽源關(guān)閉，此時(shí)主汽門(mén)前壓力8.79MPa，中聯(lián)門(mén)前壓力0.15MPa，就地測(cè)量軸封系統(tǒng)相關(guān)閥門(mén)溫度，兩側(cè)主汽門(mén)門(mén)桿漏汽管道溫度明顯高于其他汽源，分析主汽門(mén)關(guān)閉不嚴(yán)。由于主汽門(mén)不嚴(yán)、兩個(gè)軸封至低壓缸供汽手動(dòng)門(mén)未關(guān)閉，蒸汽經(jīng)門(mén)桿漏汽進(jìn)入軸封系統(tǒng)。

（二）某廠(chǎng)12 號(hào)機(jī)啟機(jī)投軸封過(guò)程中主機(jī)潤(rùn)滑油進(jìn)水事件

2018 年1月23 日，某廠(chǎng)12 號(hào)機(jī)組冷態(tài)啟動(dòng)，軸封系統(tǒng)投運(yùn)時(shí)，操作人員未對(duì)兩個(gè)低壓缸軸封回汽門(mén)及高中壓缸軸封回汽門(mén)進(jìn)行檢查，操作票要求開(kāi)啟實(shí)際在關(guān)閉狀態(tài)，導(dǎo)致軸封無(wú)法回汽，最終造成潤(rùn)滑油水分嚴(yán)重超標(biāo)、機(jī)組延遲并網(wǎng)。

原因分析：值班人員對(duì)軸封系統(tǒng)投運(yùn)操作不熟悉，在投運(yùn)過(guò)程中誤認(rèn)兩個(gè)低壓缸軸封回汽門(mén)及高中壓缸軸封回汽門(mén)在開(kāi)啟狀態(tài)，并未做檢查繼續(xù)執(zhí)行軸封投運(yùn)操作，最終導(dǎo)致主油箱油中進(jìn)水。

（三）某廠(chǎng)8號(hào)機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中軸封減溫水操作不當(dāng)造成一瓦軸封漏汽

2019年03月28日，某廠(chǎng)8號(hào)機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中，軸封投運(yùn)時(shí)軸封溫度、壓力并不穩(wěn)定，投入軸封減溫水自動(dòng)，并未進(jìn)行跟蹤監(jiān)視。導(dǎo)致軸封溫度、壓力擺動(dòng)大，最終造成一瓦軸封漏汽。

原因分析：集控值班人員在軸封系統(tǒng)投運(yùn)過(guò)程中，對(duì)軸封系統(tǒng)參數(shù)關(guān)注不夠，軸封壓力、溫度不穩(wěn)定時(shí)盲目投入自動(dòng)，軸封溫度、壓力擺動(dòng)過(guò)大，最終導(dǎo)致軸封漏汽。

（四）軸封系統(tǒng)投停注意事項(xiàng)

1.軸封系統(tǒng)投運(yùn)前按照規(guī)程規(guī)定，選擇合適的軸封供汽溫度，冷態(tài)（150～260℃），熱態(tài)（208～375℃），與汽缸金屬溫相匹配。冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)過(guò)熱汽過(guò)熱度不滿(mǎn)足要求，由輔汽供。當(dāng)過(guò)熱度大于50℃，軸封汽源可由主汽供。

2.禁止在轉(zhuǎn)子靜止?fàn)顟B(tài)下送軸封。若盤(pán)車(chē)故障，轉(zhuǎn)子停轉(zhuǎn)后，立即破壞真空，并將軸封系統(tǒng)停運(yùn)。

3.軸封投運(yùn)前，嚴(yán)格執(zhí)行操作票，使疏水排盡。

4.汽輪機(jī)熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)，必須先投入軸封，后進(jìn)行抽真空操作。

5.汽輪機(jī)真空下降至零后，方可停止軸封系統(tǒng)。

6.汽輪機(jī)溫態(tài)啟動(dòng)、汽輪機(jī)熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)，軸封母管供汽溫度大于208℃后方可開(kāi)啟軸封至高中壓缸供汽手動(dòng)門(mén)。

7.啟停機(jī)過(guò)程中，為防止汽輪機(jī)進(jìn)冷汽、冷水，應(yīng)重點(diǎn)監(jiān)視軸封系統(tǒng)壓力、溫度正常。

結(jié)語(yǔ)

汽輪機(jī)軸封作為汽輪機(jī)的重要組成部分，對(duì)汽輪機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行有著重要影響，軸封系統(tǒng)及其操作并不復(fù)雜，但經(jīng)常出現(xiàn)很多問(wèn)題：轉(zhuǎn)子彎曲、軸振動(dòng)、真空系統(tǒng)問(wèn)題、潤(rùn)滑油系統(tǒng)進(jìn)水、軸瓦漏汽等。多數(shù)由于運(yùn)行人員監(jiān)視參數(shù)不到位，最終導(dǎo)致異常事故發(fā)生，延誤了并網(wǎng)時(shí)間。本文旨在通過(guò)介紹軸封系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，以及軸封系統(tǒng)投停操作方法、注意事項(xiàng)。以便從業(yè)者熟知系統(tǒng)投停流程，掌握系統(tǒng)的工作原理，在軸封系統(tǒng)投停過(guò)程中更好的控制危險(xiǎn)點(diǎn)。