600MW超臨界機組軸封系統能耗分析

佟連堯

摘 要：汽機軸封系統的作用是防止空氣進入汽缸或蒸汽由汽缸漏出。但隨著汽輪機運行時間的增加，軸端汽封磨損加重，漏汽量增加，最后導致軸封系統溢汽量逐漸增加并溢流至低壓加熱器系統。本文首先分析不同負荷下溢流調節門開度，然后對軸封溢流蒸汽進行熱經濟性定量計算及分析，得到不同負荷下溢流蒸汽對熱耗率、煤耗的影響。

關鍵詞：軸封系統;溢流蒸汽;熱耗率

中圖分類號：TM621文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2018）26-0066-02

1 軸封系統概述

在裝置的啟動和負荷較低的階段，軸封選用輔助蒸汽作為主汽源，主蒸汽作為備用汽源，在較高負荷階段，高壓缸和中壓缸軸端汽封的漏氣經噴水減溫后作為低壓缸軸封供汽汽源[1]。正常運行時，多余蒸汽通過軸封溢汽進入8號低壓加熱器系統。

2 運行現狀分析

隨著汽輪機運行時間的增加，汽輪機梳齒式軸端汽封磨損情況惡化，高壓缸、中壓缸軸端漏汽量加大，低壓缸軸端需汽量加大，總體實現自密封的臨界功率逐漸減少，軸封系統溢汽量隨之增大[2]。以王曲電廠600MW機組為例，#1、#2機組在負荷為300MW左右時，軸封系統即實現自密封，大大低于600MW超臨界機組一般75%負荷實現自密封的設計要求。在中高負荷階段，#1、#2機組均有大量軸封蒸汽溢流至8號低壓加熱器系統，對機組經濟性有一定影響。具體數據見表1和表2。

對比#1、#2機組不同負荷下溢流調節門開度（見圖1）可知，#2機組軸封溢流調節門開啟對應負荷較小，相同負荷下溢流調節門開度較大，說明#2機組高中壓缸軸端漏汽量較#1機組大。

3 軸封溢流蒸汽熱經濟性定量計算及分析

3.1 定量分析方法

軸封溢流蒸汽來自高、中壓缸軸端汽封漏氣，軸封溢流蒸汽回收至8號低壓加熱器系統，這部分是系統自身工質傳遞熱量的利用。對于影響熱經濟性的問題，可以運用等效熱降法來進行局部定量分析[3，4]。

3.2 分析結果

由于高、中壓缸軸端汽封漏汽，軸封溢流蒸汽均無流量測點。根據實際運行情況，作出以下假設：溢流蒸汽流量=溢流閥開度/10。#1、#2機組不同負荷下溢流蒸汽對熱耗、煤耗的影響見表3和表4。

4 結論

①在中高負荷階段，#1、#2機組均有大量軸封蒸汽溢流至8號低壓加熱器系統，對機組經濟性有一定影響。

②#1機組和#2機組軸封溢流調節門開啟對應負荷分別為500～540MW和400～420MW，600MW時溢流調節門開度為33.260%和39.675%。#2機組軸封溢流調節門開啟對應負荷較小、相同負荷下溢流調節門開度較大，說明#2機組高中壓缸軸端漏汽量較#1機組大。

③600MW工況下，#1機組和#2機組估算軸封蒸汽溢流流量分別為3.326t/h和5.70kJ/kW·h，每1t/h影響熱耗率為5.56kJ/kW·h和5.70kJ/kW·h，影響熱耗18.492kJ/kW·h和22.615kJ/kW·h、發電煤耗率0.684g/kW·h和0.836g/kW·h。

本文計算范圍僅限于軸封蒸汽溢流增大對機組經濟性的影響，未包括軸封加熱器等其他熱力系統。因此，實際軸封漏氣對機組熱耗、煤耗的影響應大于本文計算結果。建議在大修過程中，調整高、中壓缸軸封間隙至制造廠規定的設計值和設計下限值之間，降低軸封蒸汽流量。

參考文獻：

[1]溫新宇，李珍興，王東華.660MW空冷機組軸封溢流回收技術應用[J].電力學報，2013（3）：230-232.

[2]李欽朋.火力發電廠汽輪機軸封蒸汽系統簡介[J].工業工程，2002（3）：38.

[3]國電太原第一熱電廠.汽輪機及輔助設備[M].北京：中國電力出版社，2006.

[4]歐陽小環，李千軍.汽輪機軸封系統熱經濟性定量分析方法及其應用[J].廣東電力，2012（11）：36-38.