(河北西柏坡发电有限责任公司河北省石家庄050400)
摘要:按照汽轮机厂家说明书,某公司#6机组(以下简称#6机),轴封系统应当在75%额定负荷时达到自密封状态,不需外供蒸汽。但自投产以来主机轴封系统始终不能达到自密封状态,满负荷时仍需厂用联箱向轴封母管供汽,造成工质和能量的损失。本文通过对轴封系统不能自密封原因分析,最终通过调整解决了该问题。
关键词:轴封、自密封、轴封加热器
一、系统介绍:
某公司#6机组为哈汽生产的QFSN-600-2YH型,超临界、一次中间再热、单轴、三缸、四排汽、双背压、凝汽式汽轮机。
汽封系统介绍如下:
在汽轮机启动和低负荷运行时,汽轮机各汽缸内的压力都低于大气压力。见图1,供至“X”腔室的汽封蒸汽在一侧通过汽封漏入汽轮机,在另一侧漏入“Y”腔室。由装在轴封冷凝器上的排气风机使“Y”腔室维持稍低于大气压力。因而空气通过外汽封从大气漏入“Y”腔室。汽气混合物则通过一个与轴封冷凝器相连的接口从“Y”腔室被抽出。
当排汽压力超过“X”腔室压力时,通过内汽封圈发生反向流动,流量随着排汽压力的升高而增加,因此,高压缸的各汽封约在10%负荷时变成自密封,中压缸的各汽封约在25%负荷时变成自密封,此时,蒸汽从“X”腔室排到汽封系统的联箱,再从联箱流向低压汽封。大约在75%负荷下系统达到自密封,不再需要外供汽源。多余的蒸汽会通过溢流阀流往冷凝器。见图2。
图1和图2所示,“Y”腔室是汽封漏气区,其中必须维持500~750Pa的负压。
二、存在问题:
问题1:该机组2006年投产,投产后一直存在轴封母管压力在设计压力26KPa下不能满足密封要求,存在漏真空问题,必须把压力提高到90KPa才能达到密封要求,远高于设计压力,导致机组不能在设计负荷450MW达到自密封,甚至满负荷仍需厂用汽做为外部汽源供汽,否则会影响机组真空。
问题2:根据电研所给出的试验结果,轴封加热器进出水温差远远大于设计值,轴封蒸汽量过大,影响机组的经济性。
轴封加热器进出水的设计温升和实际温升见下表
三、原因分析:
造成轴封需要更高的压力才达到自密封的可能原因分析如下:
(一)低压缸轴端汽封间隙大
低压缸轴端汽封间隙过大,X腔室的蒸汽向Y腔室和低压缸内流动的阻力较小,造成X腔室在正常汽封供汽压力下,达不到要求的13.8-26.5KPa的压力,甚至处于负压状态,使空气漏入低压缸。此时需要更多的蒸汽才能在X腔室形成正压,达到防止空气漏入低压缸的目的,只能通过提高轴封蒸汽母管压力达到密封。
(二)低压缸轴封进汽疏水门内漏
本机轴封系统,在低压缸轴封4个进汽管道分别设有疏水器和疏水器的旁路门,疏水到凝汽器。正常运行中疏水器和疏水旁路门均处于关闭状态。但如果疏水门不严,会有一部分蒸汽通过疏水门直接进入凝汽器,进入低压缸轴封X腔室的蒸汽量减小,导致X腔室压力偏低。
但以上两原因经过数次机组检修检查,均未发现问题。
后查阅轴封结构图,发现低压汽封进汽管和溢汽管均在轴封下部。分析认为可能轴封加热器负压过高,造成轴封供汽腔室X通过轴封的下半直接抽到Y腔室,造成轴封上半部分蒸汽量不足,从而导致空气从轴端漏入汽缸。只有提高轴封蒸汽母管压力,向X腔室送入更多的蒸汽,才能满足密封要求。
四、解决方案:
将#6机轴封加热器排气风机入口门开度由100%关小至30%左右,将轴封加热器压力由-7KPa调整至-4.5KPa,调整完毕后轴端冒蒸汽,随后将轴封母管压力90KPa降至45KPa。
调整后:
1.凝汽器真空无变化,做真空严密性试验,真空下降速率110Pa/min。厂用联箱供轴封母管调门在360MW时可完全关闭,停止向轴封母管送汽,低压缸达到自密封状态。
2.轴封蒸汽量减小,轴封加热器进出水温差大幅降低,机组的经济性提高。
通过调整,虽然轴封母管压力仍未达到设计值,但在360MW时即能达到自密封,低于设计值450MW,减少外供蒸汽,解决了轴封不能自密封的问题,达到了节能降耗的目的。
参考文献:
[1]《600MW汽轮机主机说明书》