超臨界機組汽輪機運行中的軸封系統問題分析及優化

胡俊

摘 要：電力行業作為國家基礎產業，在中國社會生產力水平的提高和社會經濟快速發展中起到了重要的推動作用。超臨界汽輪機是現代化電力生產的主要產品，電力行業的不斷革新有力地支持了中國電力企業的發展。文章針對超臨界汽輪機軸封系統運行存在的問題進行分析，并針對提出的有關問題給出具體的解決方案。

關鍵詞：超臨界機組汽輪機；軸封系統；問題分析；優化方案

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

汽輪機的軸封系統主要作用是防止在主汽輪機及小機正常運行時高溫高壓蒸汽進入空氣四溢，以及機組起停過程中避免空氣從汽輪機動靜部分間隙進入汽輪機而破壞真空。軸封系統是確保超臨界汽輪機的良好運轉的重要組成部分。在本文中，超臨界汽輪發電機組，對軸封系統的設計，安裝和操作問題的詳細分析，基于超臨界機組在運行中遇到的有關問題，提出了具體的解決方案。

1 軸封蒸汽系統的功能

軸封蒸汽系統的功能是防止高壓區的蒸汽溢出到大氣中，并防止空氣進入低壓區，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，通過調門控制母管壓力在一定值。超臨界機組在一定負荷以上單靠各閥桿漏汽即可達到自密封效果，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、小機的軸封回汽排至軸封加熱器，用以加熱機側給水并進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擴容器。

2 軸封系統中的相關問題及原因分析

2.1 軸封加熱器內部斷裂成因

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

2.2 低壓缸噴水導致低壓轉子振動

當機組負荷快速下降時，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入密封的溫度引起凝聚，這促使轉子的局部振動。

2.3 軸封聲音異常

由于經常產生在低壓渦輪軸密封重新路由過程的碰撞節奏音，并從缸體的外側可以更準確地確定聲音產生的位置，這種情況的發生，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，發現了來自蒸汽濕腔室的蒸汽和水蒸汽連續地從蒸汽內部溢出。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軸密封供應蒸汽冷卻外部冷源；密封蒸汽管不通暢的疏水性，導致密封水。

通過調查，確定密封蒸汽管的冷源冷卻的原因，通過冷凝器傳遞，降低了密封氣體質量。通過低壓蒸汽管冷凝器密封后分為前和引進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噴淋。

2.5 小汽機軸封供汽不足

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

3 軸封系統的優化措施

3.1 軸封管道的熱隔絕措施

因為低壓軸封位于關聯冷凝器管道內，并在冷凝器內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低，同時密封管進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，在渦輪機運行的低壓缸密封隔絕熱管的內部，和2 mm左右管中的蒸汽關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破損的管道。

3.2 進汽管道與回汽管道中膨脹節的安裝

由于超臨界蒸汽渦輪機的操作條件的影響，軸封系統工作在不斷變化，并且當蒸汽渦輪機的氣缸的熱變形的量變化時，密封該管將不可避免地產生的振動，膨脹或收縮現象，導致密封管道應力的變化，可導致相應的連接器拆關原，這樣你就可以返回到蒸汽管道和蒸汽管道進入伸縮縫，它擴大應力的作用，并能更好地吸收密封管。

3.3 增加低壓軸封體溫度監測點

操作時超臨界汽輪機，軸封系統的操作直接影響機組的安全運行，從而保證了主，輔助蒸汽控制閥和密封不好調節渦輪機的溢流閥的良好維護性能運行狀態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，封成一個全面的健康檢查氣管，適當增加低壓密封的溫度，以便于渦輪機運行期間監測點封工作條件進行準確的判斷。

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化蒸汽管道，但也應對密封成優化，以避免內部斷裂冷凝器影響汽輪機的健康的蒸汽渦輪機和蒸汽管道。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，故軸加風扇出口止回閥應安裝的水平達到，從而保證了渦輪機的正常運行主機。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

與水封到機組的安全運行問題，會帶來很大的風險，如轉子彎曲，密封墊磨損和腐蝕，主機潤滑油帶水，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 拆除節流孔板

拆除節流孔板，重新啟動后，投入一個小機軸封系統，軸封蒸汽壓力，溫度正常。試驗帶負荷時真空以0.25 kPa/min的速率下降，可接受范圍內。通過比較相同的負載，以真空近2 kPa后解決了小汽輪機軸封供汽的問題，徹底解決問題，單位的經濟運行會產生良好的效果。

4 結 語

汽輪機軸封系統是汽輪機的重要組成部分，有史以來發生了很多問題：如轉子彎曲、軸振動、真空系統的問題，以及軸封帶水等問題，常與同軸密封系統，本文提出超臨界汽輪機軸封系統運行的常見問題及問題分析，為解決軸封系統相關問題給出了可行的意見和建議，在可預見的未來，加強軸封系統故障及問題點的排除是保持超臨界汽輪機有效運行的重要手段。

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