1 概述

汽輪機軸封系統(tǒng)的功能是在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)出汽缸處，防止空氣進 入汽缸和蒸汽由汽缸漏出，并回收汽機軸封漏汽，并利用熱量加熱部分凝結(jié)水，同時還可以抽出汽輪機軸封系統(tǒng)的氣體混合物，防止蒸汽漏到機房或油系統(tǒng)（圖 1）?；厥盏妮S封漏汽經(jīng)過軸封加熱器對凝結(jié)水加熱，凝結(jié)后的軸封漏汽經(jīng)過管道進入多級水封，zui后進入排汽裝置。汽輪機軸封系統(tǒng)主要包括 3個設(shè)備：

（1）軸封加熱器。是汽輪機軸封系統(tǒng)的重要設(shè)備，主要功能是收集汽輪機各個汽缸軸端汽封漏汽和汽輪機的閥門門桿漏汽，并利用這些蒸汽的熱能加熱主凝結(jié)水。軸封加熱器安裝的抽氣風機，可以抽出隨軸封漏汽進入軸封加熱器的不凝結(jié)氣體；同時維持軸封加熱器的微真空狀態(tài)，使與之相連接的各軸封腔室壓力降低，確保軸封蒸汽不外泄。

（2）多級水封。一般由多個套管組成，正常運行時形成一個疏水阻力，以維持軸封加熱器疏水水位，保護排汽裝置的真空。正常運行工況下多級水封處于滿水狀態(tài)，并產(chǎn)生約 10 m 水柱的阻力，既保證疏水暢通又能阻止空氣漏入。

（3） 汽輪機排汽裝置。連接在汽輪機低壓缸和排汽管道之間，兼有排汽通道、凝結(jié)水除氧、凝結(jié)水收集和疏水擴容等功能。新疆某燃煤火力發(fā)電 2×660 MW 機組新建工程汽輪機為上海汽輪機有限公司生產(chǎn)的 NZK660-24.2/566/566 型、超臨界、一次中間再熱、單軸雙缸雙排汽，直接空冷凝汽式汽輪機組，汽輪機額定功率 660 MW。機組主要承擔基本負荷，并具有一定的調(diào)峰能力。機組軸封系統(tǒng)設(shè)備技術(shù)規(guī)范見表 1。

2 問題及檢查

自 2016 年 12 月 4 日開始，該工程 1# 機組首次投入汽輪機軸封系統(tǒng)。在系統(tǒng)運行過程中發(fā)現(xiàn)軸封加熱器就地液位計水位偏高，甚至達到滿水狀態(tài)，但軸封系統(tǒng)其他各項運行參數(shù)均處于正常范圍內(nèi)。為解決這個問題，對軸封加熱器進行以下檢查：

（1）檢查地液位計是否因堵塞而產(chǎn)生虛假水位。打開軸封加熱器就地液位計連通管法蘭，檢查和疏通就地液位計連通管，未發(fā)現(xiàn)堵塞；打開就地液位計排污口法蘭，檢查就地液位計磁性浮球未發(fā)現(xiàn)有卡澀現(xiàn)象。就地液位計誤報的可能性被排除。

（2）檢查軸封加熱器汽側(cè)疏水管道。打開軸封加熱器底部疏水管道法蘭，對管道進行水沖洗。沖洗后再次投入軸封系統(tǒng)，軸封加熱器水位仍偏高甚至滿水。

（3）如果軸封加熱器內(nèi)部換熱管道存在泄漏，也可能因疏水量過大導致軸封加熱器水位偏高甚至滿水。打開軸封加熱器端蓋，檢查軸封加熱器換熱管道，未發(fā)現(xiàn)內(nèi)部管道泄漏。

（4）軸封加熱器負壓過高也可能引發(fā)疏水不暢。檢查軸封加熱器實際壓力為-5 kPa(正常運行時壓力為（-3～-12）kPa），短時間停止排氣風機，觀察軸封加熱器的壓力和水位。當軸封加熱器壓力降至 0 kPa 時，軸封加熱器水位變化不大。

 

通過的各項檢查試驗，軸封加熱器存在問題的可能性被排除。zui大的可能性是多級水封存在問題，多級水封疏水不暢也可能造成軸封加熱器水位異常升高。主要原因：多級水封出口閥門故障或者調(diào)整不當造成多級水封疏水量偏?。欢嗉壦鈨?nèi)部發(fā)生氣塞而造成多級水封疏水不暢；多級水封的阻力過大導致多級水封疏水不暢。

 

根據(jù)對多級水封的分析，逐項對多級水封進行檢查和試驗。首先檢查多級水封的入口和出口手動閥門，未發(fā)現(xiàn)閥門有異常。然后再次對多級水封進行注水和排氣，并打開多級水封底部的排污閥門，對多級水封進行水沖洗。再次投入多級水封后，軸封加熱器的水位沒有明顯變化，多級水封內(nèi)部發(fā)生氣塞的可能性被排除。經(jīng)過對多級水封的檢查和試驗，排除其他可能的原因后，認為造成軸封加熱器水位偏高的原因是多級水封阻力過大。

3 原因分析

汽輪機軸封系統(tǒng)多級水封是一個產(chǎn)生疏水阻力、用來防止空氣進入排汽裝置影響真空，同時對軸封加熱器的疏水進行回收的裝置。多級水封利用多個套管相連來縮短水封的高度，利用幾個高度較小的套管達到一個單級水封的效果。電廠多級水封的級數(shù)一般為（3～5）級，多級水封結(jié)構(gòu)如圖 2 所示。多級水封的設(shè)計是一個復雜的計算過程，其中多級水封高度的計算zui重要。一般情況下，多級水封的計算高度取決于水封入口和出口的壓力差。多級水封高度用公式（1）計算。

該機組汽輪機軸封系統(tǒng)多級水封的級數(shù)為 5 級，每級高2.6 m。軸封加熱器與多級水封的高度差為 5 m；多級水封出口至排汽裝置接口處的高度差為 2.8 m。軸封加熱器汽側(cè)正常運行時壓力為-5 kPa。排汽裝置的設(shè)計背壓值≤13 kPa。依據(jù)公式 1，取富裕度為0.5 進行計算：如果多級水封為 5 級，則多級水封計算高度為 2.18 m；如果按照 4 級水封進行計算，則多級水封的計算高度 2 m。利用計算的結(jié)果與實際安裝的多級水封高度進行比較，得出該汽輪機的多級水封實際高度偏高。

 

4 改造措施

依據(jù)多級水封高度的計算結(jié)果分析：如果保持多級水封每級的高度不變，則多級水封應(yīng)保留 4 級；如果多級水封為 5 級，則應(yīng)將每級的高度降到 2.18 m。經(jīng)過現(xiàn)場討論和分析，決定將該機組的多級水封去掉 1 級，保留 4 級運行。多級水封改造投用后，汽輪機軸封加熱器的水位下降到正常值，沒有出現(xiàn)高水位或滿水的情況，問題得到徹底解決。

 

5 結(jié)語

通過對某新建燃煤火力發(fā)電機組汽輪機軸封加熱器疏水不暢問題的分析，并制定正確的處理方法，使問題得到徹底解決，保證了該汽輪機的安全穩(wěn)定運行。類似的問題在其他汽輪發(fā)電機組的調(diào)試過程中也可能會遇到，希望本機組的處理和分析方法能為其他機組提供借鑒。