低壓軸封進(jìn)、回汽系統(tǒng)故障對(duì)凝汽器真空度的影響

曾華

(華電集團(tuán)貴港發(fā)電公司，廣西 貴港 573100)

1 自密封軸封系統(tǒng)的特點(diǎn)及工作原理

600 MW超臨界汽輪機(jī)軸封系統(tǒng)多為封閉式自密封系統(tǒng)。這種密封系統(tǒng)的特點(diǎn)是:高、中壓缸密封與低壓軸封通過(guò)母管連接，在機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，可實(shí)現(xiàn)兩者之間的平衡蒸汽密封。

在汽輪機(jī)啟動(dòng)和低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，汽輪機(jī)各汽缸內(nèi)的壓力都低于大氣壓。供至X腔室的汽封蒸汽在一側(cè)通過(guò)汽封漏入汽輪機(jī)，在另一側(cè)漏入Y腔室，由裝在軸封加熱器上的電動(dòng)風(fēng)機(jī)使Y腔室壓力稍低于大氣壓，保證空氣通過(guò)外汽封從大氣漏入Y腔室。汽氣混合物通過(guò)一個(gè)與軸封加熱器相連的接口從Y腔室被抽出，當(dāng)排汽壓力超過(guò)X腔室壓力時(shí)，通過(guò)內(nèi)汽封圈發(fā)生反向流動(dòng)，流量隨著排汽壓力的升高而增加。因此，高壓缸的各汽封約在10%負(fù)荷時(shí)變成自密封，中壓缸的各汽封約在25%負(fù)荷時(shí)變成自密封，此時(shí)，蒸汽從X腔室排到汽封系統(tǒng)的聯(lián)箱，再?gòu)穆?lián)箱流向低壓汽封，大約在30%負(fù)荷下系統(tǒng)達(dá)到自密封，多余的蒸汽會(huì)通過(guò)溢流調(diào)節(jié)閥流往凝汽器。汽輪機(jī)在啟動(dòng)或低負(fù)荷下的汽封系統(tǒng)如圖1所示，30%負(fù)荷以上的自密封軸封系統(tǒng)如圖2所示。

圖1 汽輪機(jī)在啟動(dòng)或低負(fù)荷下的汽封系統(tǒng)

Y腔室是汽封漏氣區(qū)，腔內(nèi)壓力必須稍低于大氣壓力，通常顯示為0.1006 MPa。來(lái)自Y腔室的汽封漏氣(汽)通過(guò)2個(gè)蒸汽入口進(jìn)入軸封加熱器，凝結(jié)后通過(guò)水封排入凝汽器熱井，空氣和其他非凝結(jié)氣體由風(fēng)機(jī)排往大氣。

圖2 30%負(fù)荷以上的自密封軸封系統(tǒng)

2 低壓軸封進(jìn)汽系統(tǒng)與回汽系統(tǒng)接反后對(duì)凝汽器真空度的影響

某電廠#2機(jī)組自建成發(fā)電以來(lái)，真空度一直偏低，達(dá)不到設(shè)計(jì)值，在對(duì)真空系統(tǒng)進(jìn)行排查的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，#4瓦和#6瓦處低壓軸封總是有蒸汽冒出，即使將此處的軸封分門關(guān)至最小，仍然有蒸汽冒出，將低壓軸封母管壓力調(diào)整至最小也不能消除此現(xiàn)象且真空度更難維持，最后只有將低壓軸封母管壓力調(diào)整至最大，真空度才勉強(qiáng)維持機(jī)組正常運(yùn)行。同時(shí)，機(jī)組軸承潤(rùn)滑油質(zhì)長(zhǎng)期不合格，只有在線濾油機(jī)和臨時(shí)濾油機(jī)長(zhǎng)期運(yùn)行才能保證主機(jī)潤(rùn)滑油質(zhì)。

對(duì)以上現(xiàn)象多次進(jìn)行分析后確定，真空度偏低與軸封系統(tǒng)有關(guān)。機(jī)組運(yùn)行期間用放氣法對(duì)低壓軸封系統(tǒng)進(jìn)行檢查，#3瓦和#5瓦處低壓軸封漏汽量最大，#4瓦和#6瓦處低壓軸封漏汽量較少，提高低壓軸封母管壓力仍然有漏汽現(xiàn)象。為此，機(jī)組停機(jī)期間進(jìn)入凝汽器對(duì)軸封系統(tǒng)進(jìn)行全面檢查，并且與#1機(jī)組對(duì)比，發(fā)現(xiàn)#4瓦和#6瓦處低壓軸封進(jìn)汽系統(tǒng)與回汽系統(tǒng)接反了。

低壓軸封進(jìn)汽系統(tǒng)與回汽系統(tǒng)互相接反后，軸封系統(tǒng)的運(yùn)行情況是:Y腔室的絕對(duì)壓力變?yōu)?.125～0.132 MPa，大于大氣壓力，致使#4 瓦和#6瓦處低壓軸封向外冒汽;X腔室絕對(duì)壓力變?yōu)?.1006MPa，低于大氣壓力，又由于凝汽器內(nèi)是高度真空，此時(shí)的X腔室有可能也是高度真空，這樣一來(lái)，軸封系統(tǒng)的蒸汽流向圖2中的箭頭方向，從高/中壓缸#1瓦和#2瓦、低壓缸#3瓦和#5瓦處低壓軸封Y腔室出來(lái)的氣汽混合氣，只有一部分進(jìn)入軸封加熱器(空氣和其他非凝結(jié)氣體由風(fēng)機(jī)排往大氣，蒸汽凝結(jié)后通過(guò)水封進(jìn)入凝汽器熱井)，剩下部分經(jīng)#4瓦和#6瓦處低壓軸封X腔室進(jìn)入凝汽器，造成凝汽器真空度降低。

由于#4瓦和#6瓦處低壓軸封進(jìn)汽系統(tǒng)與回汽系統(tǒng)在凝汽器內(nèi)不方便調(diào)換，因此只能在凝汽器外對(duì)其管道進(jìn)行調(diào)換。表面上看來(lái)，該機(jī)組的軸封系統(tǒng)和其他機(jī)組的軸封系統(tǒng)不同，但不影響軸封系統(tǒng)的正常運(yùn)行。大修結(jié)束啟動(dòng)機(jī)組運(yùn)行后，軸封系統(tǒng)運(yùn)行正常，潤(rùn)滑油質(zhì)合格，真空度達(dá)到設(shè)計(jì)值。

3 結(jié)束語(yǔ)

華電集團(tuán)貴港發(fā)電公司#2機(jī)組#4瓦和#6瓦處低壓軸封進(jìn)汽系統(tǒng)與回汽系統(tǒng)接反情況出現(xiàn)后，經(jīng)停機(jī)消除該重大設(shè)備缺陷，凝汽器真空度恢復(fù)到設(shè)計(jì)值，煤耗下降1.97 g/(kW·h)，每年節(jié)約發(fā)電成本550萬(wàn)元以上。

［1］肖增弘，盛偉.汽輪機(jī)設(shè)備及系統(tǒng)［M］.北京:中國(guó)電力出版社，2008.

［2］王永軍，吳碧君.超超臨界機(jī)組軸封系統(tǒng)壓力信號(hào)準(zhǔn)確性和可靠性的提高［J］.華電技術(shù)，2009，31(10):22－23.