汽輪機低壓缸軸封故障原因及對策

【摘要】通過對某發電廠#1機低壓缸軸封故障原因分析和檢修處理，為同類設備檢修提供參考依據。

Abstract：Through to the Yuncheng power plant 1 # turbine low pressure cylinder shaft seal failure cause analysis and repairing， provide reference for similar equipment maintenance

【關鍵詞】軸封 麼察 溫度 壓力 故障

引言：某發電廠#1機經過5年運行，低壓缸軸封故障頻繁。出現溫度頻繁超標，最高達210℃；汽封齒倒伏，麼損；漏氣嚴重影響機組真空等諸多缺陷，嚴重制約機組安全正常運行，為此，運電汽機、熱控人員作了大量工作，于2011利用機組C檢機會，徹底解決了#1機低壓缸軸封各種故障問題。

1.軸封介紹：

某發電廠#1機系哈汽、東芝聯合制造，為亞臨界、一次中間再熱、單軸、三缸四排汽、直接空冷凝汽式機組，高中壓缸采用合缸型式。軸封系統采用輔汽、冷再、四段抽汽高、低壓供汽方式，滿足機組啟停、正常運行軸封供汽參數，高中壓缸的各汽封約在25%負荷時變成自密封，低壓缸的各汽封約在60%負荷時變成自密封，多余的蒸汽，會通過溢流閥流往排汽裝置；低壓缸端部軸封原設計為四道梳齒型汽封齒，滿足防止空氣漏入或從汽缸漏出蒸汽功能，在2009年B檢中將低壓缸端部軸封第一、第三道汽封圈改造為蜂窩式并加一道接觸式碳精環。改造后汽封形式如下圖：

2.軸封系統存在問題

2.1.#1機低壓缸A、B后軸封溫度頻繁超標，有時達到210℃，且漏空氣嚴重。

2.2. #1機低壓缸A、B前、后軸封漏汽，潤滑油水分超標，真空濾油機、油凈化投運頻繁。

2.3. #1機#4瓦振動大，經電科院作頻譜分析，認為低頻引起汽封齒輕微摩擦所致。

3.原因分析

汽輪機軸封溫度高，危害甚多。首先容易引起機組差脹升高，動靜間隙變小，轉子熱應力加劇，引起軸彎曲，使低壓缸轉子使用壽命降低，低壓轉子溫度設計一般在常溫狀態下，要求軸封供汽溫度控制在120℃-180℃，有14℃的過熱度；其次容易使軸封汽封塊彈簧膨脹變形，剛度降低，失去彈性，不能保證汽封齒理想最佳間隙，過大的熱沖擊，使原本緊力并不大的軸封套圈松弛，情況嚴重時產生間隙，容易引起偏麼察，導致軸封套圈麼察損壞事故，誘發軸承振動；再次軸封溫度高，容易將熱量傳遞至附近軸承，使軸承油溫升高，有可能破壞油膜，加劇軸承振動。

汽輪機軸封溫度低.首先容易引起高溫轉子急速冷卻，機組差脹增大，串軸向負值發展，易引起動靜部分碰麼。

軸封供汽壓力波動。壓力過高，低壓缸軸封向外冒汽，易造成潤滑油進水，惡化油質；壓力過低，軸封漏氣嚴重，真空下降，特別是在甩負荷時，冷空氣大量進入，對大軸起到快速冷卻作用，易引起大軸彎曲。

汽輪機軸封系統的正確調整和精心維護，顯得尤為重要。鑒于軸封故障存在以上諸多危害，因此對運電#1機低壓缸軸封故障原因的剖析，很有必要，原因分析如下：

1） 軸封溫度、壓力波動超標，首先應考慮運行操作因素。該電廠#1機頻繁啟停，運行人員更換新人較多，啟停機時，軸封送汽程序有可能失誤操作?；蛭赐兜蛪狠S封減溫器于“自動”狀態，規程要求軸封供汽減溫器噴水點處溫度設定在150℃，限制軸封供汽溫度不超過180℃，決不可到達軸封套圈紅套溫度220℃；或誤開、誤關壓力調節站供汽調節閥，溢流調節閥及旁路閥。或未及時切換供汽汽源，25%至60%負荷，應及時投運冷再供汽汽源，切斷輔汽汽源。

2） 軸封系統設備健康因素。第一，低壓軸封減溫器減溫水投運不上或減溫水霧化效果欠佳，噴水旋流子脫落或噴嘴堵塞，凝結水減溫水流量小，不能有效起到降溫作用；第二，軸封調節站、溢流站調門卡塞或故障，無法控制軸封供汽壓力和流量；軸封均壓聯箱疏水不暢，引起供汽帶水；第三，軸加注水滿水，軸抽風機故障，機組負荷調整不及時，容易引起軸封回汽管倒灌。第四，減溫器噴水調門內漏，使軸封供汽蒸汽帶水，致軸封溫度低。第五，軸封調節站供汽調門內漏，致使軸封供汽蒸汽溫度無法控制，規程要求供汽溫度與大軸表面溫差不大于111℃。

3） 軸封麼損，軸封供汽濾網破損致外來異物影響。該電廠#1機頻繁啟停，統計2010年和2011年共計啟停9次，致使軸封供汽管道容易產生氧化鐵，當氧化皮脫落，濾網破損時，沖破濾網阻隔的氧化皮碎屑（片狀物侵入危害最大）被軸封供汽裹攜進入軸封內部，而又不能排除時，即產生麼察，損壞軸封，進而誘發軸承振動。利用此次C檢更換了進汽濾網，要求濾網為1.5mm板材，在其上功鉆￠1.0mm左右小孔。

4） 軸封麼損，運行操作不當影響。疏于監控軸封溫度、壓力，未及時調整，或過早投運軸封供汽而未及時沖轉，致使軸封溫度過高，引起軸封套圈膨脹松弛，引起動靜麼察。

4. 軸封系統故障對策

1） 精檢設備，使系統設備處于良好健康狀態。2011年對#1機C檢，普查軸封系統各設備。首先保證減溫水正常工作，徹查凝結水濾水器濾網，減溫器噴嘴，減溫水供水調門等存在的缺陷；其次清潔供汽管道，清掃、檢查凝結水濾水器，各軸封供汽濾網，更換修復破損濾網；再次檢查低壓缸軸封汽封環，清理、修復、更換汽封齒或汽封塊，并調整間隙符合要求；最后檢查、整定各疏水門，供汽、溢流站調節門。

2） 加強運行人員培訓，嚴格操作規程，密切監盤，精心調整。避免軸封系統過早送汽而未及時沖轉現象發生；避免軸封供汽溫度過高或與大軸溫差超標現象發生。

5. 結論

軸封系統故障，主要是供汽溫度、壓力控制、調整不當，導致軸封漏氣或冒汽，影響真空或惡化油質，嚴重時軸封麼察致汽封損壞，并誘發軸承振動。其次是設備故障，供汽調節站、溢流站調整門內漏或卡塞，都可造成軸封供汽溫度過高或軸封壓力降低；軸抽風機出力下降致系統不能保持微負壓，回汽不暢而冒汽。最后就是機組頻繁開開停停，致管道內產生氧化鐵，異物進入軸封，誘發軸封麼察損壞。

軸封系統運行，看似簡單、容易掌握，實則深奧，操作稍有不慎，危害無窮；設備檢修責任重大，軸封間隙調整要精益求精，系統功能必須恢復，為運行創造良好的調整基礎。

作者簡介：王輝 男 從事電廠鍋爐、汽機檢修及管理工作