給水泵汽輪機軸封壓力低的問題研究與解決方法

朱 君 張志清

江蘇闞山發電有限公司 江蘇徐州 221134

本文針對某電廠NK63/71/0型單缸、單流、單軸、反動式、純凝汽給水泵汽輪機軸封壓力低的問題進行研究和分析,并制訂合理的解決方案,徹底解決給水泵汽輪機軸封壓力低的問題,防止空氣漏入給水泵汽輪機汽缸內,提高機組的真空度,保證機組安全運行。給水泵汽輪機的作用是使用主汽輪機四級抽汽的部分蒸汽進行做功,帶動汽動給水泵,向鍋爐上水,為整個機組提供水源。

1 軸封壓力低問題分析

自2021年3月起,某電廠2號機組2A、2B兩臺NK63/71/0型單缸、單流、單軸、反動式、純凝汽給水泵汽輪機的軸封壓力分別約為3.90KPa和14.03KPa,可以看出2A給水泵汽輪機(以下簡稱小機)軸封壓力長期比2B小機低約9.99KPa,此現象將可能導致空氣通過2A小機的軸封漏入汽缸,影響2號機組整體的真空度,降低2號機組運行的經濟性,同時在2號機組運行的過程中將有較大安全隱患。通過分析設備和系統狀況后發現,2A、2B兩臺小機的機型完全相同,而且兩臺小機的軸封蒸汽來自同一供汽母管,軸封壓力應該基本一致,現在兩臺小機的軸封壓力出現約9.99KPa的偏差,表明2A小機軸封壓力偏低。本文將逐一排查驗證,找出2A小機軸封壓力低的真正原因。

1.1 驗證軸封壓力測量是否準確

2號機組停運后,將2A小機軸封壓力變送器拆下,同時為防止軸封壓力取樣管道堵塞或存在積水,使用0.6MPa的壓縮空氣對軸封壓力取樣管道進行吹掃疏通,未發現有異物堵塞軸封壓力取樣管道,只有部分積水被壓縮空氣被吹出管道。疏通后重新回裝2A小機軸封壓力變送器,發現壓力變送器顯示的壓力值無法回歸零位。因此,確定2A小機軸封壓力變送器測量異常,無法準確顯示2A小機軸封壓力,此因素將影響2A小機軸封壓力的測量。

1.2 驗證軸封供汽管道及其附件是否被異物堵塞

若2A小機軸封供汽管道及其附件被異物堵塞,將直接減少2A小機的軸封進汽量,從而降低2A小機的軸封壓力。通過查閱2A小機軸封供汽系統圖,如圖1所示,并結合現場2A小機軸封管道的實際布置,可以初步判斷造成2A小機軸封管道堵塞的原因是軸封供汽調整閥及前、后手動閥閥芯脫落造成堵塞和軸封供汽濾網被異物堵塞以及軸封管道被異物堵塞。

圖1 2A小機軸封供汽系統圖

首先,對2A小機軸封供汽調整閥及前、后手動閥進行解體檢查,發現三只閥門內部的各部件均完好,閥芯安裝狀態正常,均無閥芯脫落的跡象,表明2A小機軸封供汽調整閥及前、后手動閥未發生閥芯脫落堵塞軸封管道的現象。其次,取出2A小機軸封供汽濾網檢查,發現軸封供汽濾網干凈,無異物堵塞供汽濾網。最后,使用內窺鏡檢查2A小機軸封供汽管道,發現2A小機軸封供汽管道內無異物堵塞。因此,確定2A小機軸封供汽管道及其附件未被異物堵塞,此因素不影響2A小機的軸封壓力。

1.3 驗證軸封供汽調整閥實際開度與反饋值是否有偏差

當2A小機軸封供汽調整閥的實際開度與反饋值不一致時,如果反饋為全開狀態,而軸封供汽調整閥并未全開,將直接降低2A小機軸封的供汽量,造成2A小機軸封壓力低的現象。因此,將2號機組2A小機軸封供汽調整閥進行解體檢查,之后重新確定軸封供汽調整閥的全開和全關位置,并在調整閥的閥桿上做好開關標記。在機組運行后,將2A小機軸封供汽調整閥的就地實際開度與DCS盤上反饋的開度進行比較,確認兩者是一致的,在運行過程中,2A小機軸封供汽調整閥始終保持全開狀態,如圖2所示,此時2A小機軸封壓力為3.95KPa,軸封壓力沒有任何升高的跡象。因此,確定2A小機軸封供汽調整閥實際開度與DCS盤上的反饋值是一致的,此因素不影響2A小機軸封壓力。

圖2 軸封供汽調整閥全開狀態

1.4 驗證軸封回汽手動閥開度是否過大

2A小機軸封回汽手動閥的開度如果過大,將大大增加2A小機的軸封回汽量,不利于軸封壓力的保持,從而降低2A小機的軸封壓力。為了驗證這一猜想,在2A、2B小機運行的過程中,逐步關小2A小機軸封回汽手動閥,同時為了增強對比性,控制2B小機軸封回汽手動閥開度保持不變,并時刻監視2A、2B小機的軸封壓力有無明顯變化。當2A小機軸封回汽手動閥全關后,2A小機軸封壓力僅由6.89KPa上升至8.57KPa,但是此時2B小機軸封壓力約為16.168KPa,沒有明顯變化,如圖3所示。因此,確定2A小機軸封回汽手動閥開度正常,此因素不影響2A小機的軸封壓力。

(a)手動閥開啟

(b)手動閥關閉圖3 2A小機軸封回汽手動閥開關前后壓力對比

1.5 驗證軸封管道是否存在漏點

2A小機軸封供汽和回汽管道如果存在泄漏點,同樣會影響2A小機軸封的供汽量,不利于軸封壓力的保持,進而造成2A小機的軸封壓力降低。為了驗證這一猜想,在2號機組停運后,對2A小機軸封供汽和回汽管道進行滲透檢測,發現2A小機排汽缸內軸封回汽管道存在多處長度不均、方向不一的細紋和裂痕缺陷,而供汽管道有2處焊縫存在砂眼缺陷,如圖4所示,這些裂痕和沙眼,都是造成軸封蒸汽泄漏的問題點,進而使得2A小機軸封壓力降低。因此,確定2A小機軸封管道存在漏點,此因素是造成2A小機軸封壓力降低的主要因素。

圖4 2A小機軸封管道裂紋和砂眼

2 提高軸封壓力解決方案

通過上述分析可知,2A小機軸封壓力低的原因主要是軸封壓力變送器測量不準確和軸封供汽及回汽管道存在泄漏點。針對上述兩個主要因素,以提高2A小機軸封壓力為主要目標,制訂有針對性的解決方案。

對于2A小機軸封壓力變送器測量不準確的問題,先使用0.6MPa的壓縮空氣疏通2A小機軸封壓力取樣管道,保證軸封壓力取樣管道暢通,管道內部沒有異物、沒有積水。然后在2A小機停運時,重新調零并校準2A小機軸封壓力變送器,使壓力變送器在無壓時可以歸零,保證壓力變送器測量的準確性。

對于2A小機軸封供汽及回汽管道存在泄漏點的問題,首先切除有裂紋缺陷的軸封管道,更換符合材質要求的新管道;然后將焊縫中存在砂眼的位置,重新打磨并焊接,消除砂眼缺陷;最后對所有更換的管道和焊縫進行滲透檢測,保證沒有砂眼、裂紋等缺陷。

2A小機軸封壓力變送器重新調零并校準,并且消除2A小機軸封管道存在的漏點后,2A小機的軸封壓力有了明顯的提高,在2A小機運行工況與之前相同的情況下,2A小機的軸封壓力有了明顯的提高,約為20.9KPa,如圖5所示。通過此方案的實施,徹底解決了該電廠NK63/71/0型單缸、單流、單軸、反動式、純凝汽給水泵汽輪機軸封壓力低的問題,防止了空氣漏入給水泵汽輪機汽缸內,提高了機組的真空度,保證了機組安全運行。

圖5 2A小機修后軸封壓力

3 結論

本文通過對某電廠NK63/71/0型單缸、單流、單軸、反動式、純凝汽給水泵汽輪機軸封壓力低的問題進行研究和分析,并制訂合理的解決方案,提高了給水泵汽輪機的軸封壓力,得出以下結論:

造成該電廠給水泵汽輪機軸封壓力低的原因主要有五個方面。(1)軸封壓力測量不準確;(2)軸封供汽管道及附件被異物堵塞;(3)軸封供汽調整閥實際開度與反饋值有偏差;(4)軸封回汽手動閥開度偏大;(5)軸封供汽及回汽管道存在泄漏點。經過排查發現:軸封壓力測量不準確和軸封供汽及回汽管道存在泄漏點是造成軸封壓力低的主要因素。

通過重新調零并校準軸封壓力變送器和消除軸封供汽及回汽管道存在的泄漏點后,給水泵汽輪機的軸封壓力提高到20.9KPa,提高給水泵汽輪機的軸封壓力效果明顯。