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????? 石洞口二廠600MW 汽輪機軸封系統(tǒng)存在問題淺析

????? 作者：范洪章

????? 摘要：就華能上海石洞口二廠600MW 汽輪機軸封系統(tǒng)在運行中長期存在的
問題進(jìn)行分析，并指出改進(jìn)意見。

????? 關(guān)鍵詞：軸封汽系統(tǒng)；溫度控制器；壓力調(diào)節(jié)器；泄壓閥；特點；影響。

????? 華能上海石洞口二廠2 ×600MW 汽輪機發(fā)電機組有瑞士ABB 公司生產(chǎn)制造，
汽輪機型式為單軸、四缸四排汽、一次再熱、反動凝汽式超臨界機組。

????? 1 軸封汽的汽源

????? 華能上海石洞口二廠軸封蒸汽系統(tǒng)由三路汽源：啟動時由輔助蒸汽供汽；
當(dāng)冷再汽壓力大于16kg/cm2時，由輔助蒸汽切換至鍋爐冷再汽；而正常運行時靠
高、中壓主汽門和調(diào)門等門桿漏汽供汽。

????? 2 軸封蒸汽系統(tǒng)主要由以下幾個特點：

????? （1 ）采用將高壓缸近機頭端參數(shù)較高的漏汽和門桿漏汽作為正常運行時
軸封汽汽源。

????? （2 ）給水泵汽輪機軸封進(jìn)、出汽管上裝有隔絕門，易于與主機隔離。

????? （3 ）軸封蒸汽冷卻器的疏水采用帶液位開關(guān)的疏水控制閥，既有利于水
封，又可順利將疏水送至凝汽器。

????? （4 ）軸封蒸汽系統(tǒng)中設(shè)有軸封蒸汽壓力調(diào)節(jié)器和泄壓閥，來保證軸封蒸
汽母管壓力為0.003MPa. 為了防止低壓軸封及小汽機的軸封蒸汽溫度過高，設(shè)置
了軸封蒸汽溫度控制器，能保證蒸汽溫度維持在150 ℃。

????? 3 軸封汽系統(tǒng)運行中存在的問題。

????? 在長期機組運行過程中，軸封汽系統(tǒng)在控制運行參數(shù)中確實存在著一些問
題，主要表現(xiàn)在壓力和溫度控制器失靈，造成軸封汽壓力和溫度偏離正常控制值，
集中表現(xiàn)為軸封汽壓力和溫度過低。

????? 3.1 軸封汽溫度過低造成的影響：

????? 由于軸封蒸汽直接與汽輪機大軸接觸，它的溫度直接影響大軸的伸縮。汽
機在穩(wěn)定運行和熱態(tài)啟動時，相應(yīng)轉(zhuǎn)子的溫度很高，如果軸封蒸汽溫度過低，大
量的低溫蒸汽通過軸封吸入汽缸，它不僅將在轉(zhuǎn)子上引起較大的熱應(yīng)力，而且造
成前段軸封大軸的急劇冷卻收縮，當(dāng)收縮量過大時，將有可能導(dǎo)致前機節(jié)動靜部
分的摩擦，而這種局部段大軸收縮所造成的相對位移的變化，潛在的危害是巨大
的。所以我們在軸封汽供汽時，必須進(jìn)行充分的暖管疏水，確保軸封蒸汽溫度與
金屬溫度相配備，并有一定的過熱度。。

????? 3.2 軸封汽壓力過低造成的影響：

????? 軸封汽壓力低對低壓缸影響比較大，將會造成外界空氣漏入低壓缸，不但
會使汽輪機真空下降，同時還會因冷空氣冷卻軸頸使轉(zhuǎn)子收縮造成負(fù)差脹。真空
變化對汽輪機的安全與經(jīng)濟性都有較大的影響。具體表現(xiàn)為：

????? 排汽壓力升高，汽輪機的可用熱降減少，汽輪機效率將降低，嚴(yán)重時將影
響到機組負(fù)荷。

????? 排汽缸及軸承座等部件受熱膨脹，可能引起中心變化，使汽輪機產(chǎn)生振動。

????? 排汽溫度過高時，可能引起凝器汽鈦管的脹口松弛，破壞了凝汽器的嚴(yán)密
性。

????? 有可能會引起軸向推力的變化。

????? 真空下降，將使排汽的容積流量減少，對末幾級葉片的工作環(huán)境不利。當(dāng)
排汽的容積流量減少時，蒸汽在末級就要產(chǎn)生脫流及旋渦，同時還會在葉片的某
一部分產(chǎn)生較大的激振力，它的頻率與葉片的固有頻率不成正數(shù)倍，即不是與葉
片發(fā)生共振，而是屬于自激振動，即葉片的顫振。這種顫振的頻率低、振幅大，
極易損壞葉片，造成事故。

????? 4 軸封汽調(diào)節(jié)特點和存在問題

????? 華能上海石洞口二廠軸封汽系統(tǒng)在機組啟動階段由輔汽母管供汽，再由壓
力調(diào)節(jié)器和溫度調(diào)節(jié)器來維持正常壓力和溫度；當(dāng)冷再汽壓力大于16kg/cm 時切
換至冷再汽源；當(dāng)機組正常運行時，軸封汽的壓力調(diào)整門關(guān)死，高、中壓主汽門、
調(diào)門的門桿漏汽作為軸封汽的汽源，靠軸封汽母管的泄壓閥控制軸封汽母管的壓
力，減溫水調(diào)整門穩(wěn)定軸封汽的溫度。

????? 由于我廠軸封系統(tǒng)上的三個閥門均采用基地式調(diào)節(jié)裝置，具有投資少，結(jié)
構(gòu)簡單的優(yōu)點，但是它的缺點非常突出，即調(diào)節(jié)不穩(wěn)定。雖然我廠對調(diào)節(jié)裝置進(jìn)
行過改造，但效果不明顯。

????? 經(jīng)常表現(xiàn)為：

????? 泄壓閥全開，造成軸封汽母管壓力，影響汽機真空。

????? 在軸封汽源進(jìn)行切換時，進(jìn)汽壓力調(diào)整門與泄壓閥之間配合不默契，造成
軸封汽壓力大幅度波動。

????? 軸封汽進(jìn)汽壓力調(diào)整門開度較小時，調(diào)節(jié)性能較差

????? 減溫水調(diào)門全開，造成軸封蒸汽溫度過低。

????? 5 　軸封汽調(diào)節(jié)系統(tǒng)的改造設(shè)想

????? 對為了提高軸封蒸汽參數(shù)的穩(wěn)定性，有必要對軸封蒸汽的調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行改
造，而且我們已對加熱器正常疏水調(diào)節(jié)裝置進(jìn)行了成功的改造，即由原來基地式
調(diào)節(jié)，更改為由N90 控制，取得了十分理想的效果，加熱器水位調(diào)節(jié)穩(wěn)定可靠。
故我們建議軸封蒸汽的三個調(diào)節(jié)門：壓力調(diào)整門、減穩(wěn)水調(diào)節(jié)門、泄壓閥均更改
成由N90 來控制。這樣至少會帶來以下2 個好處：

????? 提高了軸封汽系統(tǒng)各參數(shù)的穩(wěn)定性，來更好地滿足機組安全經(jīng)濟運行。

????? 加強了反事故處理的能力，即如果控制系統(tǒng)發(fā)生故障，我們可以通過CRT
立即手動采取措施，調(diào)節(jié)軸封蒸汽的各個參數(shù)，迅速及時使軸封蒸汽的各個參數(shù)
恢復(fù)正常值，確保機組正常運行。

????? 2004年5 月18日，#1號機小修以后第二天軸封汽減溫水調(diào)門發(fā)生故障，調(diào)
門全開，軸封汽溫度跌至105 ℃，應(yīng)該說是相當(dāng)危險了。后經(jīng)手動調(diào)節(jié)減溫水隔
絕門來維持軸封蒸汽溫度，至今仍未解決。特別是在負(fù)荷變化比較大的情況下，
軸封蒸汽壓力變化較大，對軸封蒸汽的減溫器的調(diào)節(jié)影響也大，故在此缺陷未徹
底解決以前，我們必須加強對軸封蒸汽系統(tǒng)的監(jiān)視，做好事故預(yù)想，保持軸封蒸
汽參數(shù)的穩(wěn)定，確保機組的安全、穩(wěn)定運行。

????? 6 結(jié)語

????? 由于汽機軸封汽系統(tǒng)運行是否穩(wěn)定，直接關(guān)系到汽輪機是否能夠安全可靠
運行。當(dāng)設(shè)備反復(fù)發(fā)生故障時，我們有必要引起足夠的重視。一方面在運行中加
強監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)異常情況，并采取有效措施，防止事故的擴大。另一方面，對
長期存在設(shè)備缺陷，而且反復(fù)發(fā)生的，得不到有效解決的，就必須進(jìn)行更改，以
確保設(shè)備正常運行。