600MW超临界机组轴封系统能耗分析

佟连尧

摘 要：汽机轴封系统的作用是防止空气进入汽缸或蒸汽由汽缸漏出。但随着汽轮机运行时间的增加，轴端汽封磨损加重，漏汽量增加，最后导致轴封系统溢汽量逐渐增加并溢流至低压加热器系统。本文首先分析不同负荷下溢流调节门开度，然后对轴封溢流蒸汽进行热经济性定量计算及分析，得到不同负荷下溢流蒸汽对热耗率、煤耗的影响。

关键词：轴封系统;溢流蒸汽;热耗率

中图分类号：TM621文献标识码：A文章编号：1003-5168（2018）26-0066-02

1 轴封系统概述

在装置的启动和负荷较低的阶段，轴封选用辅助蒸汽作为主汽源，主蒸汽作为备用汽源，在較高负荷阶段，高压缸和中压缸轴端汽封的漏气经喷水减温后作为低压缸轴封供汽汽源[1]。正常运行时，多余蒸汽通过轴封溢汽进入8号低压加热器系统。

2 运行现状分析

随着汽轮机运行时间的增加，汽轮机梳齿式轴端汽封磨损情况恶化，高压缸、中压缸轴端漏汽量加大，低压缸轴端需汽量加大，总体实现自密封的临界功率逐渐减少，轴封系统溢汽量随之增大[2]。以王曲电厂600MW机组为例，#1、#2机组在负荷为300MW左右时，轴封系统即实现自密封，大大低于600MW超临界机组一般75%负荷实现自密封的设计要求。在中高负荷阶段，#1、#2机组均有大量轴封蒸汽溢流至8号低压加热器系统，对机组经济性有一定影响。具体数据见表1和表2。

对比#1、#2机组不同负荷下溢流调节门开度（见图1）可知，#2机组轴封溢流调节门开启对应负荷较小，相同负荷下溢流调节门开度较大，说明#2机组高中压缸轴端漏汽量较#1机组大。

3 轴封溢流蒸汽热经济性定量计算及分析

3.1 定量分析方法

轴封溢流蒸汽来自高、中压缸轴端汽封漏气，轴封溢流蒸汽回收至8号低压加热器系统，这部分是系统自身工质传递热量的利用。对于影响热经济性的问题，可以运用等效热降法来进行局部定量分析[3，4]。

3.2 分析结果

由于高、中压缸轴端汽封漏汽，轴封溢流蒸汽均无流量测点。根据实际运行情况，作出以下假设：溢流蒸汽流量=溢流阀开度/10。#1、#2机组不同负荷下溢流蒸汽对热耗、煤耗的影响见表3和表4。

4 结论

①在中高负荷阶段，#1、#2机组均有大量轴封蒸汽溢流至8号低压加热器系统，对机组经济性有一定影响。

②#1机组和#2机组轴封溢流调节门开启对应负荷分别为500～540MW和400～420MW，600MW时溢流调节门开度为33.260%和39.675%。#2机组轴封溢流调节门开启对应负荷较小、相同负荷下溢流调节门开度较大，说明#2机组高中压缸轴端漏汽量较#1机组大。

③600MW工况下，#1机组和#2机组估算轴封蒸汽溢流流量分别为3.326t/h和5.70kJ/kW·h，每1t/h影响热耗率为5.56kJ/kW·h和5.70kJ/kW·h，影响热耗18.492kJ/kW·h和22.615kJ/kW·h、发电煤耗率0.684g/kW·h和0.836g/kW·h。

本文计算范围仅限于轴封蒸汽溢流增大对机组经济性的影响，未包括轴封加热器等其他热力系统。因此，实际轴封漏气对机组热耗、煤耗的影响应大于本文计算结果。建议在大修过程中，调整高、中压缸轴封间隙至制造厂规定的设计值和设计下限值之间，降低轴封蒸汽流量。

参考文献：

[1]温新宇，李珍兴，王东华.660MW空冷机组轴封溢流回收技术应用[J].电力学报，2013（3）：230-232.

[2]李钦朋.火力发电厂汽轮机轴封蒸汽系统简介[J].工业工程，2002（3）：38.

[3]国电太原第一热电厂.汽轮机及辅助设备[M].北京：中国电力出版社，2006.

[4]欧阳小环，李千军.汽轮机轴封系统热经济性定量分析方法及其应用[J].广东电力，2012（11）：36-38.