1000MW二次再熱汽輪機軸封冒汽原因淺析

侯江敏++++劉廣++++張蘭慶++++高偉

摘 要：軸封冒汽量大影響機組經濟性，并且蒸汽容易竄入潤滑油系統引起油質惡化，威脅機組安全運行。華能萊蕪發電有限公司1000MW超超臨界二次再熱汽輪機投產以來，超高壓缸、高壓缸兩端軸封先后出現冒汽現象。通過檢查、分析軸封系統存在的問題，制訂排查及處理方案，消除軸封冒汽現象，提高了機組經濟性、安全性。

關鍵詞：1000MW；超超臨界；二次再熱汽輪機；軸封；冒汽

一、概況

華能萊蕪發電有限公司6號汽輪機是上海汽輪機有限公司引進德國西門子技術生產的超超臨界、二次中間再熱、五缸四排汽、單軸、凝汽式汽輪機，型號為N1000-31/600/620/620。汽輪機的整個通流部分由五個汽缸組成，即一個超高壓缸、一個雙流高壓缸、一個雙流中壓缸和兩個雙流低壓缸。

6號汽輪機于2015年12月份投產，試運期間及機組投產以來，超高壓缸、高壓缸兩端軸封多次發生漏汽現象，調整軸封母管壓力至微負壓仍然大量冒汽（設計軸封壓力為3.5 kPa）。我們對可能導致漏汽的因素進行了分析排查，確定軸封漏汽的原因后對軸封系統進行整改優化，消除了軸封冒汽現象。

二、軸封系統布置情況

超高壓缸軸封一段漏汽引至高壓缸排汽口，超高壓缸軸封二段漏汽引至中壓缸排汽口，超高壓缸軸封三段漏汽供低壓缸自密封用汽，超高壓缸四段漏汽引至軸封加熱器；高壓缸軸封一段漏汽至中壓缸排汽口，高壓缸軸封二段漏汽供低壓缸自密封用汽，高壓缸軸封三段漏汽引至軸封加熱器；中壓缸軸封一段漏汽供低壓缸自密封用汽，中壓缸軸封二段漏汽引至軸封加熱器；低壓缸軸封用汽來自超高、高、中壓缸軸封漏汽，末端軸封漏汽引至軸封加熱器。

三、超高壓缸、高壓缸兩端軸封冒汽原因分析

超高壓缸軸封二段漏汽引至中壓缸排汽管道流量孔板孔徑為∮60mm，設計前后壓差為5.4kPa，超高壓缸、高壓缸軸封漏汽引至中壓缸排汽母管流量孔板孔徑為∮80mm，設計前后壓差為4.2kpa。施工過程中，電建單位將兩個流量孔板位置裝反，造成母管流量孔板實際前后壓差達到240kPa，超高壓缸軸封二段、高壓缸軸封一段漏汽至中排阻力明顯增大，軸封漏汽至中排不通暢。超高壓缸軸封二段、高壓缸軸封一段腔室蒸汽壓力升高，并逐級竄至下一個腔室，超高壓缸、高壓缸兩端軸封最外一個腔室蒸汽壓力升高，部分軸封漏汽因無法完全回收至軸封加熱器，自超高壓缸、高壓缸兩端軸封冒出來。

1、軸封壓力測量儀表管安裝布置不合理，造成軸封壓力測點遠低于實際軸封壓力，各汽缸兩端均有不同程度的冒汽現象。由圖1、圖2可以看出：現場軸封壓力測量儀表管管徑為∮10mm，長度將近5米，而且該儀表管串聯兩只針型閥，節流效果明顯，因此，儀表管中極易發生積水現象。

因水的比重遠超過蒸汽的比重，當豎直的壓力表管中存在水柱時，實際軸封壓力需要維持水柱高度和廠家要求的軸封壓力（3.5kPa）。p=3.5（kPa）+h/10

p-實際軸封壓力（kPa）

h-水柱高度（cm）

通過查閱上海汽輪機廠提供的熱平衡圖以及性能考核試驗期間

測量的相關數據發現，不同的工況下，高壓缸軸封一段漏汽至中壓缸排汽壓力與中壓缸排汽壓力非常接近。而且高壓缸軸封一段漏汽至中壓缸排汽管道長度接近15米，沿途有4個彎頭，在該壓差條件下，高壓缸軸封一段漏汽很難克服管道阻力順利排汽至中壓缸排汽管道。這造成高壓缸軸封一段腔室蒸汽竄至下一個腔室，引起軸封最外一個腔室蒸汽壓力升高，部分軸封漏汽因無法完全回收至軸封加熱器，自高壓缸兩端軸封冒出來。

3、排查軸封系統供漏汽管道上低點疏水，防止因軸封管道積水產生“水塞”造成超高、高、中壓缸回汽不暢。未發現軸封系統供漏汽管道存在積水現象。

4、檢查各軸封漏汽至軸封加熱器的蝶閥，確認在全開位置，無回汽不暢現象。

四、改造情況

1、利用停機檢修機會將裝反的流量孔板重新安裝后，超高壓缸前軸封冒汽現象得到徹底消除。機組性能考核試驗完成后，拆除這兩個流量孔板，降低超高壓缸、高壓缸軸封漏汽至中壓缸排汽阻力。2、按照上海汽輪機廠要求重新改造軸封壓力儀表管，防止儀表管積水，確保軸封壓力變送器能夠真實反映軸封母管壓力情況。

將高壓缸調端和電端的軸封漏汽母管合并后單獨接至軸封冷卻器蒸汽入口管，該管路上不再配置蝶閥，合并后管路按Φ273X9，材質采用12Cr1MoVG。在高壓缸調端和電端軸封的供汽支管（管徑DN200）上設置旁路，合并后通過調節閥接至凝汽器。在合并后管道上設置壓力變送器。正常運行時通過調節閥調節至軸端不發生冒汽現象。

五、結語

通過上述改造后，汽輪機軸封冒汽現象基本得到改善，保證了機組的安全經濟運行。