超临界机组汽轮机运行中的轴封系统问题分析及优化

胡俊

摘 要：电力行业作为国家基础产业，在中国社会生产力水平的提高和社会经济快速发展中起到了重要的推动作用。超临界汽轮机是现代化电力生产的主要产品，电力行业的不断革新有力地支持了中国电力企业的发展。文章针对超临界汽轮机轴封系统运行存在的问题进行分析，并针对提出的有关问题给出具体的解决方案。

关键词：超临界机组汽轮机；轴封系统；问题分析；优化方案

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）23-0110-01

汽轮机的轴封系统主要作用是防止在主汽轮机及小机正常运行时高温高压蒸汽进入空气四溢，以及机组起停过程中避免空气从汽轮机动静部分间隙进入汽轮机而破坏真空。轴封系统是确保超临界汽轮机的良好运转的重要组成部分。在本文中，超临界汽轮发电机组，对轴封系统的设计，安装和操作问题的详细分析，基于超临界机组在运行中遇到的有关问题，提出了具体的解决方案。

1 轴封蒸汽系统的功能

轴封蒸汽系统的功能是防止高压区的蒸汽溢出到大气中，并防止空气进入低压区，其主要组成有以下几方面。

1.1 供汽和溢流

轴封汽源主要有低温再热蒸汽、四抽、辅汽以及各档阀杆漏汽。各路汽源供至轴封蒸汽母管，通过调门控制母管压力在一定值。超临界机组在一定负荷以上单靠各阀杆漏汽即可达到自密封效果，多余蒸汽通过溢流回路送至#8低压加热器。

1.2 轴封蒸汽回汽

主、小机的轴封回汽排至轴封加热器，用以加热机侧给水并进一步对轴封蒸汽热量加以利用。通过轴封加热器冷凝后的水回收至凝汽器。

1.3 汽封蒸汽疏水

通过自动疏水器将轴封蒸汽疏水排至凝汽器疏水扩容器。

2 轴封系统中的相关问题及原因分析

2.1 轴封加热器内部断裂成因

因为轴封加热器进汽温度约为150 ℃，压力为20 kPa，而轴封加热器的排汽回水温度通常为50 ℃，凝结水温度约为35 ℃，压力约为2 MPa。因此轴封加热器在设计中，管道内外壁即存在一定温差和压差，当热交换过程的蒸汽供应突变时，容易造成管道振动，进而造成管道断裂。

2.2 低压缸喷水导致低压转子振动

当机组负荷快速下降时，排汽温度会迅速升高，低压缸喷水需要开启，喷水对低压缸采取低压气缸壁的冲击的引线，从而使沿筒壁低压高温冷却水流入锥形密封体，使之成为一个尖锐下降水汽进入密封的温度引起凝聚，这促使转子的局部振动。

2.3 轴封声音异常

由于经常产生在低压涡轮轴密封重新路由过程的碰撞节奏音，并从缸体的外侧可以更准确地确定声音产生的位置，这种情况的发生，主要是由于疏水性分离器喷嘴堵塞使蒸汽，密封水平升高，由于水同时分离成蒸汽，减少所引起的机器振动水平上升的量引起的密封本体不断可听。

2.4 低压轴封供气带水

①用满载压力表和低压密封接头的蒸汽室单元被连接到水流处，除去低压缸，气缸密封后乙低压蒸汽压力表，发现了来自蒸汽湿腔室的蒸汽和水蒸汽连续地从蒸汽内部溢出。究其原因通常是密封水对蒸汽温度测量点密封允许的，导致密封蒸汽过热。

②低压力雾化喷嘴密封保存密封加热水如此之差。

③轴密封供应蒸汽冷却外部冷源；密封蒸汽管不通畅的疏水性，导致密封水。

通过调查，确定密封蒸汽管的冷源冷却的原因，通过冷凝器传递，降低了密封气体质量。通过低压蒸汽管冷凝器密封后分为前和引进2路低压密封为通过蒸汽冷凝管裸管蒸汽室后，与低压缸排汽冷却后和可能会受到低压力水箱和后气缸水幕保护喷淋。

2.5 小汽机轴封供汽不足

小机投入运行，真空由-95 kPa降至-93 kPa。相反，小机停运，真空回收装置后退出。提高主机的密封压力，真空机组发现了一个明显的上升趋势，存在问题的单位迷宫系统，通过综合判断得出：影响蒸汽真空重点应该是小汽轮机轴封系统，这个问题的主要原因是小的存在汽轮机轴封严重不足。

3 轴封系统的优化措施

3.1 轴封管道的热隔绝措施

因为低压轴封位于关联冷凝器管道内，并在冷凝器内的温度和排气温度几乎是相同的，并且比所述低压轴封蒸汽温度相当低，同时密封管进入冷凝器因为由低压缸干扰的水后，形成密封的蒸汽管路振动的损害。为了解决上述的情况下，在涡轮机运行的低压缸密封隔绝热管的内部，和2 mm左右管中的蒸汽关到避孕套的蒸汽管密封件和背面，可以有效地减少振动密封的情况出现破损的管道。

3.2 进汽管道与回汽管道中膨胀节的安装

由于超临界蒸汽涡轮机的操作条件的影响，轴封系统工作在不断变化，并且当蒸汽涡轮机的气缸的热变形的量变化时，密封该管将不可避免地产生的振动，膨胀或收缩现象，导致密封管道应力的变化，可导致相应的连接器拆关原，这样你就可以返回到蒸汽管道和蒸汽管道进入伸缩缝，它扩大应力的作用，并能更好地吸收密封管。

3.3 增加低压轴封体温度监测点

操作时超临界汽轮机，轴封系统的操作直接影响机组的安全运行，从而保证了主，辅助蒸汽控制阀和密封不好调节涡轮机的溢流阀的良好维护性能运行状态具有重要的作用和意义。通过植物温水低压缸头操作，密封母管中的反应，封成一个全面的健康检查气管，适当增加低压密封的温度，以便于涡轮机运行期间监测点封工作条件进行准确的判断。

3.4 逆止阀的水平安装

除了低压缸蒸汽冷凝器和背部在合理的优化蒸汽管道，但也应对密封成优化，以避免内部断裂冷凝器影响汽轮机的健康的蒸汽涡轮机和蒸汽管道。另一方面，由于密封背坡蒸汽管和密封该加热器可以不小于1/50，故轴加风扇出口止回阀应安装的水平达到，从而保证了涡轮机的正常运行主机。此外，除了对止回阀的水平，为水点安装的高、中、低的密封的管应该选择一个相对低的位置。

3.5 对供汽管道加装保温套管

与水封到机组的安全运行问题，会带来很大的风险，如转子弯曲，密封垫磨损和腐蚀，主机润滑油带水，通过对轴封蒸汽回汽管道安装隔热套管来解决。所提出的设计单位或工厂考虑低压轴封蒸汽供给配管，蒸汽管不能直接通至冷凝器，以避免在冷凝器冷却。

3.6 拆除节流孔板

拆除节流孔板，重新启动后，投入一个小机轴封系统，轴封蒸汽压力，温度正常。试验带负荷时真空以0.25 kPa/min的速率下降，可接受范围内。通过比较相同的负载，以真空近2 kPa后解决了小汽轮机轴封供汽的问题，彻底解决问题，单位的经济运行会产生良好的效果。

4 结 语

汽轮机轴封系统是汽轮机的重要组成部分，有史以来发生了很多问题：如转子弯曲、轴振动、真空系统的问题，以及轴封带水等问题，常与同轴密封系统，本文提出超临界汽轮机轴封系统运行的常见问题及问题分析，为解决轴封系统相关问题给出了可行的意见和建议，在可预见的未来，加强轴封系统故障及问题点的排除是保持超临界汽轮机有效运行的重要手段。

参考文献：

[1] 程贵兵.600 MW超临界机组汽轮机轴封系统故障分析及处理[J].长沙：湖南电力，2005，（11）.

[2] 张煜.600 MW亚临界汽轮发电机组轴系稳定性研究[D].北京：华北电力大学，2012.

[3] 孟林辉.1 000 MW超超临界机组冷端优化技术研究与实施[D].北京：华北电力大学，2012.

[4] 闫姝.超超临界机组非线性控制模型研究[D].北京：华北电力大学，2013.

[5] 韩晖.基于数据挖掘的900 MW汽轮机组故障诊断系统研究[D].上海：上海交通大学，2009.