某电厂1000MW超超临界汽轮机轴封系统故障分析与改进

赵德友

摘要：本文主要以1000MW超超临界汽轮机轴封系统为例，对汽轮机轴封系统运行中存在的问题进行自身分析，并且对出现问题进行及时合理的处理，针对轴封系统存在的故障进行分析总结，并提出了合理的改进方式来保障汽轮机轴封系统能够更安全地运行。

关键词：1000MW汽轮机;轴封故障;自密封;真空下降

汽轮机的轴封作用主要体现在以下方面：1. 汽轮机轴封主要是为了对大气中的空气进行预防，防止空气进入汽轮机的低压缸当中，主要是将轴封端到达轴端，最后，深入到了低压排汽缸里面，但是这样的方式也会使得轴封端的真空效应变得越来越低，使得凝气器中的真空变得下降，导致汽轮机的情况热效应下降，使得真空泵的功效变得上升。同时也会使得低压排汽缸的压力迅速上升，导致积压排气缸内的叶片负荷加重，这样会导致低压缸出现震动，这种不良好的情况，使得整个机组的安全性能遭受到严重的威胁。2. 汽轮机的轴封作用还可以避免高压汽缸中蒸汽经自由端迅速释放到大气当中去，这样可以大大的减少对机组周围环境的污染。

汽轮机的轴封系统主要分为两个部分，分别是汽轮机轴封供汽密封段及溢流回收和轴封回汽系统。1000MW的超超临界系统，在进行轴封系统设计的时候，通常设计为正常运行的汽轮机轴封系统，其主要的方式是通过自密封方式来实现供汽。简单的来说是使高压汽缸的轴封水蒸汽迅速释放，通过这样的方式来实现快速降温处理，同时为低压缸的轴封密封段提供密封蒸汽的作用。汽轮机的轴封回汽系统主要将高压缸，中压缸以及低压缸轴末端的气油化合物进行快速回收。并且在经过轴封加热器处理之后，然后使得其凝结成水，并且将其回收到排汽装置中，而不凝结的气体经过轴加风机排放到空气当中去，这样可以保证整个轴封系统的负压良好，也可以保证汽轮机的润滑油不受污染，也不会出现蒸汽泄漏。自密封系统具有简单、安全、可靠、工况适应好等特点。在机组启动、停机或低负荷运行阶段，汽封供汽由辅助汽源蒸汽（邻机供汽或启动锅炉）提供。轴封加热器主要是通过对轴封回汽的热量进行合理的利用，这可以大大提高汽轮机整体的经济效应;同时，还可以将轴封加热器中的蒸汽迅速的使其凝结成水，还可以达到使其中不能够凝结成水的气体实现快速排放，也会促使轴封回汽管道中出现一些负压的状态。

1. 某电厂1000MW汽轮机概况与存在的轴封系统问题

某电厂采用的汽轮机主要型式为：超超临界、一次中间再热、单轴、四缸四排汽、直接空

冷凝汽式汽轮机。型号：NZK1000-26.25/600/600。由东方汽轮机有限公司制造。锅炉型式为超超临界参数变压运行螺旋管圈直流炉，单炉膛塔式布置、四角切圆燃烧、一次再热、平衡通风、全钢架悬吊结构、紧身封闭、固态排渣。型号：SG-3192/27.46-M550。由上海锅炉厂有限公司制造。发电机为东方电机厂制造的三相交流隐极式二极同步汽轮发电机，型号QFSN-1000-2-27型，发电机出口电压为27kV。

在整体试运行过程中，曾经存在着三号机组A低压缸扩建端轴封蒸汽压力偏小，其他低压轴封漏汽大及两台百万机组的低压轴封系统供汽温度偏低，波动较大等缺陷。曾经导致三号机组停机消缺，在经过一个多月的维修处理后，三号机组检修完成重新启动运行。另外还存在两台机组在启停和低负荷状态时低压轴封供汽温度偏低，在停机检修的期间内，工作人员对两台机组的轴封进行了系统改造处理。

2. 汽轮机轴封问题查找及改进

2.1汽轮机轴封蒸汽压力低的问题及原因排查处理

针对三号机组A低压缸扩建端轴封蒸汽压力偏小的现象，进行了原因分析及处理。三号机组检修的过程中发现，机组A低压缸扩建端轴封供汽管道安装堵板由于安装单位落实责任不到位未拆，致使机组A低压缸扩建端轴封蒸汽压力偏小，其他轴封端漏汽大。安装堵板拆除后恢复管道联通，三号机组启动后，A低压缸扩建端轴封蒸汽压力恢复正常。

这就要求在机组设备系统安装过程中，严格落实安装和监督责任，层层把关，提高机组安装工艺质量水平，上道工序为下道服务，将隐患消除在萌芽之中。

两台机组在启停和低负荷状态时低压轴封供汽温度偏低，引发这种情况的原因进行了初步分析。我们知道，为满足低压缸轴封供汽温度要求，系统中设置了温度控制站，即在低压缸轴封供汽母管上设置有一台喷水减温器，通过温度控制站控制其喷水量，从而实现减温后的蒸汽满足低压轴封供汽需求。停机对轴封温度元件和低压轴封喷水减温器的系统阀门进行详细检查，均未发现异常。按设计原则，在机组检修时，要求安装单位在低压轴封喷水减温器后1.5米处水平管段加装疏水管道系统，防止系统在减温的过程中，对低压轴封母管蒸汽雾化时，避免整个低压轴封系统中出现带水的情况，以此达到提高恢复低压轴封供汽温度的效果。

再次启动三号机组并网运行，我们发现低压轴封母管蒸汽温度偏低的情况得到了显著的改善，通过进行这些改造，使得整个低压轴封系统的运行参数得到一个显著的改变。

另外，我们还对整个轴封系统的压力进行调控，因为轴封压力过大或者压力过小都会对整个系统造成一定的安全经济影响。

2.2汽轮机低压轴封供汽温度偏低波动大问题分析及处理

#3、4号汽轮发电机在启停和运行中，发现其低压轴封温度有时出现偏低和波动的现象。经分析和观察，低压轴封的温度变化和低压缸事故喷水调门的开度变化有关，利用停机消缺時，分别对#3、4号汽轮机的A＼B低压后缸揭缸检查。对各个轴封温度元件进行检查校对未发现异常，对低压轴封供汽管道（暴露在低压喷水区域）进行外敷一套管道进行保护，温度元件也进行覆盖保护。两台机组启停和运行中观察其低压轴封供汽温度显示和变化均已正常。

3. 总结

某电厂#3、4汽轮发电机组的轴封系统在试运的过程中，由于安装、设计、监理等单位的各种原因，致使轴封系统出现低压轴封供汽管道堵头未拆、轴封温度偏低波动大等缺陷;后经技术管理人员多方分析研究，及时采取可靠的针对措施，清除了出现的缺陷，解除了对机组的安全经济运行的影响，对其他机组在轴封系统的安装和运行有一定的借鉴作用。

参考文献：

1. 超超临界火电机组集控运行  张磊 编 ——北京：中国电力出版社， 2008

2. 大型火电机组经济运行及节能优化  大唐国际股份有限公司 编  ——北京：中国电力出版社， 2011.11