給水泵汽輪機(jī)軸封壓力低的問題研究與解決方法

朱 君 張志清

江蘇闞山發(fā)電有限公司 江蘇徐州 221134

本文針對(duì)某電廠NK63/71/0型單缸、單流、單軸、反動(dòng)式、純凝汽給水泵汽輪機(jī)軸封壓力低的問題進(jìn)行研究和分析,并制訂合理的解決方案,徹底解決給水泵汽輪機(jī)軸封壓力低的問題,防止空氣漏入給水泵汽輪機(jī)汽缸內(nèi),提高機(jī)組的真空度,保證機(jī)組安全運(yùn)行。給水泵汽輪機(jī)的作用是使用主汽輪機(jī)四級(jí)抽汽的部分蒸汽進(jìn)行做功,帶動(dòng)汽動(dòng)給水泵,向鍋爐上水,為整個(gè)機(jī)組提供水源。

1 軸封壓力低問題分析

自2021年3月起,某電廠2號(hào)機(jī)組2A、2B兩臺(tái)NK63/71/0型單缸、單流、單軸、反動(dòng)式、純凝汽給水泵汽輪機(jī)的軸封壓力分別約為3.90KPa和14.03KPa,可以看出2A給水泵汽輪機(jī)(以下簡(jiǎn)稱小機(jī))軸封壓力長(zhǎng)期比2B小機(jī)低約9.99KPa,此現(xiàn)象將可能導(dǎo)致空氣通過2A小機(jī)的軸封漏入汽缸,影響2號(hào)機(jī)組整體的真空度,降低2號(hào)機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性,同時(shí)在2號(hào)機(jī)組運(yùn)行的過程中將有較大安全隱患。通過分析設(shè)備和系統(tǒng)狀況后發(fā)現(xiàn),2A、2B兩臺(tái)小機(jī)的機(jī)型完全相同,而且兩臺(tái)小機(jī)的軸封蒸汽來自同一供汽母管,軸封壓力應(yīng)該基本一致,現(xiàn)在兩臺(tái)小機(jī)的軸封壓力出現(xiàn)約9.99KPa的偏差,表明2A小機(jī)軸封壓力偏低。本文將逐一排查驗(yàn)證,找出2A小機(jī)軸封壓力低的真正原因。

1.1 驗(yàn)證軸封壓力測(cè)量是否準(zhǔn)確

2號(hào)機(jī)組停運(yùn)后,將2A小機(jī)軸封壓力變送器拆下,同時(shí)為防止軸封壓力取樣管道堵塞或存在積水,使用0.6MPa的壓縮空氣對(duì)軸封壓力取樣管道進(jìn)行吹掃疏通,未發(fā)現(xiàn)有異物堵塞軸封壓力取樣管道,只有部分積水被壓縮空氣被吹出管道。疏通后重新回裝2A小機(jī)軸封壓力變送器,發(fā)現(xiàn)壓力變送器顯示的壓力值無法回歸零位。因此,確定2A小機(jī)軸封壓力變送器測(cè)量異常,無法準(zhǔn)確顯示2A小機(jī)軸封壓力,此因素將影響2A小機(jī)軸封壓力的測(cè)量。

1.2 驗(yàn)證軸封供汽管道及其附件是否被異物堵塞

若2A小機(jī)軸封供汽管道及其附件被異物堵塞,將直接減少2A小機(jī)的軸封進(jìn)汽量,從而降低2A小機(jī)的軸封壓力。通過查閱2A小機(jī)軸封供汽系統(tǒng)圖,如圖1所示,并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)2A小機(jī)軸封管道的實(shí)際布置,可以初步判斷造成2A小機(jī)軸封管道堵塞的原因是軸封供汽調(diào)整閥及前、后手動(dòng)閥閥芯脫落造成堵塞和軸封供汽濾網(wǎng)被異物堵塞以及軸封管道被異物堵塞。

圖1 2A小機(jī)軸封供汽系統(tǒng)圖

首先,對(duì)2A小機(jī)軸封供汽調(diào)整閥及前、后手動(dòng)閥進(jìn)行解體檢查,發(fā)現(xiàn)三只閥門內(nèi)部的各部件均完好,閥芯安裝狀態(tài)正常,均無閥芯脫落的跡象,表明2A小機(jī)軸封供汽調(diào)整閥及前、后手動(dòng)閥未發(fā)生閥芯脫落堵塞軸封管道的現(xiàn)象。其次,取出2A小機(jī)軸封供汽濾網(wǎng)檢查,發(fā)現(xiàn)軸封供汽濾網(wǎng)干凈,無異物堵塞供汽濾網(wǎng)。最后,使用內(nèi)窺鏡檢查2A小機(jī)軸封供汽管道,發(fā)現(xiàn)2A小機(jī)軸封供汽管道內(nèi)無異物堵塞。因此,確定2A小機(jī)軸封供汽管道及其附件未被異物堵塞,此因素不影響2A小機(jī)的軸封壓力。

1.3 驗(yàn)證軸封供汽調(diào)整閥實(shí)際開度與反饋值是否有偏差

當(dāng)2A小機(jī)軸封供汽調(diào)整閥的實(shí)際開度與反饋值不一致時(shí),如果反饋為全開狀態(tài),而軸封供汽調(diào)整閥并未全開,將直接降低2A小機(jī)軸封的供汽量,造成2A小機(jī)軸封壓力低的現(xiàn)象。因此,將2號(hào)機(jī)組2A小機(jī)軸封供汽調(diào)整閥進(jìn)行解體檢查,之后重新確定軸封供汽調(diào)整閥的全開和全關(guān)位置,并在調(diào)整閥的閥桿上做好開關(guān)標(biāo)記。在機(jī)組運(yùn)行后,將2A小機(jī)軸封供汽調(diào)整閥的就地實(shí)際開度與DCS盤上反饋的開度進(jìn)行比較,確認(rèn)兩者是一致的,在運(yùn)行過程中,2A小機(jī)軸封供汽調(diào)整閥始終保持全開狀態(tài),如圖2所示,此時(shí)2A小機(jī)軸封壓力為3.95KPa,軸封壓力沒有任何升高的跡象。因此,確定2A小機(jī)軸封供汽調(diào)整閥實(shí)際開度與DCS盤上的反饋值是一致的,此因素不影響2A小機(jī)軸封壓力。

圖2 軸封供汽調(diào)整閥全開狀態(tài)

1.4 驗(yàn)證軸封回汽手動(dòng)閥開度是否過大

2A小機(jī)軸封回汽手動(dòng)閥的開度如果過大,將大大增加2A小機(jī)的軸封回汽量,不利于軸封壓力的保持,從而降低2A小機(jī)的軸封壓力。為了驗(yàn)證這一猜想,在2A、2B小機(jī)運(yùn)行的過程中,逐步關(guān)小2A小機(jī)軸封回汽手動(dòng)閥,同時(shí)為了增強(qiáng)對(duì)比性,控制2B小機(jī)軸封回汽手動(dòng)閥開度保持不變,并時(shí)刻監(jiān)視2A、2B小機(jī)的軸封壓力有無明顯變化。當(dāng)2A小機(jī)軸封回汽手動(dòng)閥全關(guān)后,2A小機(jī)軸封壓力僅由6.89KPa上升至8.57KPa,但是此時(shí)2B小機(jī)軸封壓力約為16.168KPa,沒有明顯變化,如圖3所示。因此,確定2A小機(jī)軸封回汽手動(dòng)閥開度正常,此因素不影響2A小機(jī)的軸封壓力。

(a)手動(dòng)閥開啟

(b)手動(dòng)閥關(guān)閉圖3 2A小機(jī)軸封回汽手動(dòng)閥開關(guān)前后壓力對(duì)比

1.5 驗(yàn)證軸封管道是否存在漏點(diǎn)

2A小機(jī)軸封供汽和回汽管道如果存在泄漏點(diǎn),同樣會(huì)影響2A小機(jī)軸封的供汽量,不利于軸封壓力的保持,進(jìn)而造成2A小機(jī)的軸封壓力降低。為了驗(yàn)證這一猜想,在2號(hào)機(jī)組停運(yùn)后,對(duì)2A小機(jī)軸封供汽和回汽管道進(jìn)行滲透檢測(cè),發(fā)現(xiàn)2A小機(jī)排汽缸內(nèi)軸封回汽管道存在多處長(zhǎng)度不均、方向不一的細(xì)紋和裂痕缺陷,而供汽管道有2處焊縫存在砂眼缺陷,如圖4所示,這些裂痕和沙眼,都是造成軸封蒸汽泄漏的問題點(diǎn),進(jìn)而使得2A小機(jī)軸封壓力降低。因此,確定2A小機(jī)軸封管道存在漏點(diǎn),此因素是造成2A小機(jī)軸封壓力降低的主要因素。

圖4 2A小機(jī)軸封管道裂紋和砂眼

2 提高軸封壓力解決方案

通過上述分析可知,2A小機(jī)軸封壓力低的原因主要是軸封壓力變送器測(cè)量不準(zhǔn)確和軸封供汽及回汽管道存在泄漏點(diǎn)。針對(duì)上述兩個(gè)主要因素,以提高2A小機(jī)軸封壓力為主要目標(biāo),制訂有針對(duì)性的解決方案。

對(duì)于2A小機(jī)軸封壓力變送器測(cè)量不準(zhǔn)確的問題,先使用0.6MPa的壓縮空氣疏通2A小機(jī)軸封壓力取樣管道,保證軸封壓力取樣管道暢通,管道內(nèi)部沒有異物、沒有積水。然后在2A小機(jī)停運(yùn)時(shí),重新調(diào)零并校準(zhǔn)2A小機(jī)軸封壓力變送器,使壓力變送器在無壓時(shí)可以歸零,保證壓力變送器測(cè)量的準(zhǔn)確性。

對(duì)于2A小機(jī)軸封供汽及回汽管道存在泄漏點(diǎn)的問題,首先切除有裂紋缺陷的軸封管道,更換符合材質(zhì)要求的新管道;然后將焊縫中存在砂眼的位置,重新打磨并焊接,消除砂眼缺陷;最后對(duì)所有更換的管道和焊縫進(jìn)行滲透檢測(cè),保證沒有砂眼、裂紋等缺陷。

2A小機(jī)軸封壓力變送器重新調(diào)零并校準(zhǔn),并且消除2A小機(jī)軸封管道存在的漏點(diǎn)后,2A小機(jī)的軸封壓力有了明顯的提高,在2A小機(jī)運(yùn)行工況與之前相同的情況下,2A小機(jī)的軸封壓力有了明顯的提高,約為20.9KPa,如圖5所示。通過此方案的實(shí)施,徹底解決了該電廠NK63/71/0型單缸、單流、單軸、反動(dòng)式、純凝汽給水泵汽輪機(jī)軸封壓力低的問題,防止了空氣漏入給水泵汽輪機(jī)汽缸內(nèi),提高了機(jī)組的真空度,保證了機(jī)組安全運(yùn)行。

圖5 2A小機(jī)修后軸封壓力

3 結(jié)論

本文通過對(duì)某電廠NK63/71/0型單缸、單流、單軸、反動(dòng)式、純凝汽給水泵汽輪機(jī)軸封壓力低的問題進(jìn)行研究和分析,并制訂合理的解決方案,提高了給水泵汽輪機(jī)的軸封壓力,得出以下結(jié)論:

造成該電廠給水泵汽輪機(jī)軸封壓力低的原因主要有五個(gè)方面。(1)軸封壓力測(cè)量不準(zhǔn)確;(2)軸封供汽管道及附件被異物堵塞;(3)軸封供汽調(diào)整閥實(shí)際開度與反饋值有偏差;(4)軸封回汽手動(dòng)閥開度偏大;(5)軸封供汽及回汽管道存在泄漏點(diǎn)。經(jīng)過排查發(fā)現(xiàn):軸封壓力測(cè)量不準(zhǔn)確和軸封供汽及回汽管道存在泄漏點(diǎn)是造成軸封壓力低的主要因素。

通過重新調(diào)零并校準(zhǔn)軸封壓力變送器和消除軸封供汽及回汽管道存在的泄漏點(diǎn)后,給水泵汽輪機(jī)的軸封壓力提高到20.9KPa,提高給水泵汽輪機(jī)的軸封壓力效果明顯。