軸加風(fēng)機(jī)疏水系統(tǒng)改造

孟禮

江蘇闞山發(fā)電有限公司 江蘇徐州 221000

1 設(shè)備概況

江蘇闞山發(fā)電有限公司汽輪機(jī)為哈爾濱汽輪機(jī)廠引進(jìn)的日本三菱技術(shù)制造的超超臨界凝汽式汽輪機(jī)，型號(hào)：CCLN600-25/600/600。機(jī)組軸封系統(tǒng)主要由以下設(shè)備組成：軸封加熱器、安全閥、軸封供氣濾網(wǎng)、軸封母管溢流裝置、低壓軸封噴水減溫裝置和軸加風(fēng)機(jī)。

軸封加熱器主要收集汽輪機(jī)及小機(jī)的軸封漏汽和低壓門(mén)桿漏汽，手機(jī)的漏、蒸汽被主凝結(jié)水冷凝后經(jīng)水封進(jìn)入凝汽器，而不凝結(jié)的氣體則由軸加風(fēng)機(jī)排至大氣，維持了軸封加熱器汽側(cè)的真空[1]。

2 軸加風(fēng)機(jī)異常工況

每臺(tái)機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，軸加風(fēng)機(jī)投運(yùn)方式為一用一備，維持軸封加熱器汽側(cè)負(fù)壓在-9kPa左右。為保證備用設(shè)備的可靠性，我廠每月對(duì)軸加風(fēng)機(jī)進(jìn)行定期切換，然而切換過(guò)程中卻多次出現(xiàn)軸加風(fēng)機(jī)啟動(dòng)報(bào)警的狀況，同時(shí)風(fēng)機(jī)電機(jī)也發(fā)生運(yùn)行期間過(guò)負(fù)荷燒損的事件。多數(shù)情況下，通過(guò)查詢(xún)軸加風(fēng)機(jī)電源開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)裝置，風(fēng)機(jī)電流發(fā)生升高并達(dá)到保護(hù)的動(dòng)作值，同時(shí)可以從風(fēng)機(jī)殼體內(nèi)排除部分積水[2]。

2017年3月28日，#1機(jī)1A軸加風(fēng)機(jī)定期切換至1B風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，1B風(fēng)機(jī)發(fā)生跳閘，檢查1B軸加風(fēng)機(jī)380V開(kāi)關(guān)柜綜保裝置顯示“堵轉(zhuǎn)保護(hù)”動(dòng)作。運(yùn)行人員聯(lián)系設(shè)備部汽機(jī)專(zhuān)業(yè)、電氣專(zhuān)業(yè)檢查處理。電氣專(zhuān)業(yè)測(cè)量1B軸加風(fēng)機(jī)絕緣值合格，綜保裝置無(wú)故障，就地手盤(pán)電機(jī)也無(wú)卡澀現(xiàn)象。運(yùn)行人員再次啟動(dòng)1B軸加風(fēng)機(jī)后依然發(fā)生保護(hù)動(dòng)作跳閘。汽機(jī)專(zhuān)業(yè)就地開(kāi)啟軸加風(fēng)機(jī)殼體排水孔，排出約300ml積水后，重啟風(fēng)機(jī)恢復(fù)正常。

2017年11月25日，#2機(jī)2B軸加風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)發(fā)生跳閘，2A軸加風(fēng)機(jī)聯(lián)起啟，開(kāi)關(guān)柜報(bào)“過(guò)負(fù)荷”報(bào)警。通知汽機(jī)專(zhuān)業(yè)就地對(duì)殼體疏水，重新啟動(dòng)后仍無(wú)法運(yùn)行，電氣專(zhuān)業(yè)檢查發(fā)現(xiàn)軸加風(fēng)機(jī)電機(jī)燒損，緊急搶修2B軸加風(fēng)機(jī)使其恢復(fù)到備用狀態(tài)。

2018年1月20日，#2機(jī)2A軸加風(fēng)機(jī)定期切換至2B風(fēng)機(jī)，2B啟動(dòng)后立即跳閘。2B軸加風(fēng)機(jī)開(kāi)關(guān)柜綜保裝置顯示“堵轉(zhuǎn)保護(hù)”動(dòng)作。汽機(jī)專(zhuān)業(yè)排出風(fēng)機(jī)殼體約250ml積水，2B軸加風(fēng)機(jī)切換正常。

#1、#2機(jī)組運(yùn)行中均出現(xiàn)軸加風(fēng)機(jī)故障，軸加風(fēng)機(jī)不能保證正常運(yùn)行或備用。若機(jī)組在正常運(yùn)行過(guò)程中，運(yùn)行的軸加風(fēng)機(jī)發(fā)生跳閘而備用風(fēng)機(jī)不能聯(lián)啟，造成軸加風(fēng)機(jī)全部退出，此情況下軸封加熱器內(nèi)部負(fù)壓消失，軸封回汽阻力增加，回汽量減少，影響機(jī)組凝結(jié)水加熱，熱效率降低。而回汽變少導(dǎo)致軸封加熱器水位降低，極有可能破壞軸加水封，從而使主機(jī)真空嚴(yán)密性受到影響。真空每下降1kPa，機(jī)組煤耗將增加近2.4g/（kW·h），嚴(yán)重影響機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性。同時(shí)，軸封回汽不暢將引起汽輪機(jī)軸端漏汽擴(kuò)大，主機(jī)軸承箱內(nèi)部的負(fù)壓使得蒸汽通過(guò)外油擋間隙進(jìn)入主機(jī)潤(rùn)滑油，造成潤(rùn)滑油水分超標(biāo)，油質(zhì)劣化，進(jìn)一步影響機(jī)組安全[1]。

因此，軸加風(fēng)機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)汽輪機(jī)組尤為重要，故針對(duì)上述軸加風(fēng)機(jī)殼體積水的情況，需制定相應(yīng)的疏水方案進(jìn)行及時(shí)處理。

3 軸加風(fēng)機(jī)積水分析

軸加風(fēng)機(jī)為離心式，與電機(jī)同心連接，垂直布置于軸封加熱器頂部。2臺(tái)軸加風(fēng)機(jī)出口管經(jīng)過(guò)逆止門(mén)和手動(dòng)門(mén)后匯流至一根DN200的母管，引接至汽機(jī)房頂部排入大氣。母管全程無(wú)保溫和疏水，當(dāng)機(jī)房溫度低于軸加風(fēng)機(jī)排出蒸汽溫度時(shí)，蒸汽在管道內(nèi)流動(dòng)的過(guò)程中，熱量不斷地?fù)p失，使得部分蒸汽凝結(jié)為水[2]。隨著排汽的不斷凝結(jié)，在母管水平管段積水慢慢增加，運(yùn)行軸加風(fēng)機(jī)的逆止門(mén)開(kāi)啟，從而凝結(jié)水回流至風(fēng)機(jī)，造成風(fēng)機(jī)過(guò)負(fù)荷跳閘或電機(jī)燒損。

軸加風(fēng)機(jī)的出口手動(dòng)門(mén)處于常開(kāi)狀態(tài)，當(dāng)備用軸加風(fēng)機(jī)逆止門(mén)出現(xiàn)卡澀或密封不嚴(yán)，母管中排氣冷凝的水將會(huì)倒回入備用軸加風(fēng)機(jī)大量積聚，軸加風(fēng)機(jī)切換運(yùn)行或聯(lián)啟時(shí)將會(huì)引起堵轉(zhuǎn)保護(hù)動(dòng)作。

軸加風(fēng)機(jī)排水孔位于風(fēng)機(jī)下部，排水孔封堵采用直徑為20mm的螺絲栽入。日常維護(hù)須由運(yùn)行人員通知汽機(jī)檢修對(duì)備用風(fēng)機(jī)進(jìn)行疏水，不利于運(yùn)行人員及時(shí)的操作，風(fēng)機(jī)殼體疏水存在一定的延時(shí)性。同時(shí)運(yùn)行中的軸加風(fēng)機(jī)檢修人員無(wú)法疏水，從而導(dǎo)致殼體中的凝結(jié)水積聚，軸加風(fēng)機(jī)電機(jī)過(guò)載運(yùn)轉(zhuǎn)。

4 軸加風(fēng)機(jī)疏水系統(tǒng)改造

利用春節(jié)期間#2機(jī)組調(diào)停的機(jī)會(huì)，首先對(duì)其軸加風(fēng)機(jī)疏水進(jìn)行改造。

4.1 軸加風(fēng)機(jī)出口母管加裝疏水管道

在軸加風(fēng)機(jī)出口水平布置母管的中段底部開(kāi)孔，排放出大量積水。為使母管排水暢通，在其底部開(kāi)孔處引接排水管至地溝，確保該管段凝結(jié)水不間斷的及時(shí)排放，如圖1所示。

圖1 軸加風(fēng)機(jī)母管疏水

4.2 軸加風(fēng)機(jī)出口逆止門(mén)檢修

對(duì)2臺(tái)軸加風(fēng)機(jī)出口逆止門(mén)解體，發(fā)現(xiàn)2A軸加風(fēng)機(jī)出口逆止門(mén)卡澀，存在無(wú)法關(guān)閉的狀態(tài)，而2B風(fēng)機(jī)逆止門(mén)則老化嚴(yán)重，閥瓣出現(xiàn)部分缺損情況。

將2A、2B軸加風(fēng)機(jī)旋啟式逆止門(mén)更換碟式逆止門(mén)，保證其閥門(mén)完整和良好的密封性，同時(shí)閥門(mén)動(dòng)作時(shí)具有更高的靈活性。

4.3 軸加風(fēng)機(jī)殼體加裝疏水管道

將2臺(tái)軸加風(fēng)機(jī)殼體排水孔堵絲取下，在排水孔分別引接一段DN20的排水管道和閥門(mén)（圖2所示1號(hào)門(mén)、2號(hào)門(mén)），2段管道出口置于就地接水漏斗中以便觀察排水量，漏斗中的水則疏至地溝。在疏水閥門(mén)前則分支一路接入軸加風(fēng)機(jī)入口門(mén)前管路，此段管路上裝設(shè)手動(dòng)球閥（圖2所示3號(hào)門(mén)、4號(hào)門(mén)）。

圖2 軸加風(fēng)機(jī)殼體疏水示圖

停機(jī)和啟機(jī)期間，手動(dòng)開(kāi)啟1號(hào)門(mén)和2號(hào)門(mén)，關(guān)閉3號(hào)門(mén)和4號(hào)門(mén)，可以將軸加風(fēng)機(jī)殼體內(nèi)的積水放盡，以待遠(yuǎn)方隨時(shí)啟動(dòng)。

機(jī)組運(yùn)行期間，手動(dòng)關(guān)閉1號(hào)門(mén)和2號(hào)門(mén)，開(kāi)啟3號(hào)門(mén)和4號(hào)門(mén)，運(yùn)行軸加風(fēng)機(jī)使其入口電動(dòng)門(mén)前為負(fù)壓狀態(tài)，風(fēng)機(jī)殼體內(nèi)如果形成積水，將會(huì)從3號(hào)門(mén)或4號(hào)門(mén)回流入軸封加熱器，實(shí)現(xiàn)軸加風(fēng)機(jī)自疏水，避免運(yùn)行期間發(fā)生電機(jī)燒損或過(guò)負(fù)荷跳閘的故障。備用軸加風(fēng)機(jī)即使出現(xiàn)出口逆止門(mén)不嚴(yán)而產(chǎn)生凝結(jié)水積聚的現(xiàn)象，也會(huì)由自疏水系統(tǒng)將積水排出，防止備用軸加風(fēng)機(jī)發(fā)生“堵轉(zhuǎn)”報(bào)警，影響及時(shí)啟動(dòng)。改造后現(xiàn)場(chǎng)如圖3。

5 改造效果

（1）#2機(jī)組改造投運(yùn)后1個(gè)月，未出現(xiàn)異常狀況，并將#1機(jī)軸加風(fēng)機(jī)進(jìn)行相同改造。兩臺(tái)機(jī)組軸加風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行，無(wú)任何故障報(bào)警出現(xiàn)，延長(zhǎng)了風(fēng)機(jī)及電機(jī)使用壽命，降低運(yùn)行成本。

（2）大大簡(jiǎn)化了運(yùn)行人員的操作，保證時(shí)效性和及時(shí)性。減少檢修部門(mén)的人力分配和物料浪費(fèi)，每年節(jié)省數(shù)萬(wàn)元維護(hù)費(fèi)用。

（3）保證機(jī)組的經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定運(yùn)行，軸加風(fēng)機(jī)出力正常，減少異常耗電，有利于軸封回?zé)釋?duì)凝結(jié)水系統(tǒng)的加熱，維持機(jī)組熱效率，同時(shí)避免軸封加熱器引起主機(jī)真空的降低而導(dǎo)致煤耗的增加，給機(jī)組帶來(lái)大量隱形的經(jīng)濟(jì)效益。

（4）軸加風(fēng)機(jī)整套疏水系統(tǒng)構(gòu)造簡(jiǎn)明，耗材極少，運(yùn)行穩(wěn)定可靠且故障率極低。

6 結(jié)論

軸加風(fēng)機(jī)疏水系統(tǒng)改造后，#1、#2機(jī)組備用風(fēng)機(jī)定期切換過(guò)程中均未出現(xiàn)異常報(bào)警，運(yùn)行的風(fēng)機(jī)也未出現(xiàn)過(guò)載跳閘和燒損的狀況。風(fēng)機(jī)殼體及出口母管實(shí)現(xiàn)自疏水，軸加風(fēng)機(jī)恢復(fù)正常出力，運(yùn)行與操作方式優(yōu)化，軸封系統(tǒng)的正常運(yùn)行，都為機(jī)組的穩(wěn)定提供了重要保障。

圖3 軸加風(fēng)機(jī)殼體疏水