軸封蒸汽電加熱器在國產聯(lián)合循環(huán)汽機輔助系統(tǒng)配置中的作用

田甜

摘要：本文針對軸封蒸汽電加熱器的應用要求展開分析，結合軸封蒸汽電加熱器的應用價值，內容包括確保供汽溫度、維持供汽流量、維持內外溫差、延長設備壽命等，通過研究軸封蒸汽電加熱器應用時的常見問題及處理方法，有助于優(yōu)化聯(lián)合循環(huán)汽機工作環(huán)境，實現延長聯(lián)合循環(huán)汽機的使用壽命的目的。

關鍵詞：軸封蒸汽電加熱器;聯(lián)合循環(huán)汽機;供汽流量

1軸封蒸汽電加熱器的應用要求

汽輪機制造廠家對進入汽機軸封內的蒸汽提出了以下要求：①保持14℃以上的過熱度;②供汽壓力0.023～ 0.027MPa（g）;③高壓軸封供汽溫度與汽機高壓內缸內壁金屬溫度相差不超過±110℃;④低壓軸封供汽溫度下限為121℃ ，上限為176℃;⑤高壓內缸內壁金屬溫度與高壓軸封供汽溫度的溫差控制在±110℃范圍內，以確保機組啟停10000次（即機組每天啟停可使用30年）。

2軸封蒸汽電加熱器的應用價值

2.1確保供汽溫度

軸封蒸汽電加熱器在工作期間，具有提升供汽溫度穩(wěn)定性的作用。具體體現在以下幾方面：第一，為了維持系統(tǒng)工作狀態(tài)的穩(wěn)定性，需要將系統(tǒng)內外溫差控制在110-121℃之間，而軸封蒸汽電加熱器的使用，可以維持高溫蒸汽供給的充足性，使系統(tǒng)內外溫差維持在合理范圍。第二，不同于傳統(tǒng)輔助系統(tǒng)中使用到的加熱器，軸封蒸汽電加熱器的使用可以在較短時間內，供給滿足溫度要求的蒸汽，這樣也可以縮減系統(tǒng)啟動時的溫差，減少了供溫不穩(wěn)定情況的發(fā)生幾率，從而提高了系統(tǒng)工作狀態(tài)的穩(wěn)定性與安全性。

2.2維持供汽流量

軸封蒸汽電加熱器在工作期間，具有維持供汽流量安全性的作用。具體體現在以下幾方面：第一，為了維持系統(tǒng)工作狀態(tài)的穩(wěn)定性，需要將系統(tǒng)供給流量維持在動態(tài)平衡狀態(tài)，軸封蒸汽電加熱器的使用，可以維持高溫蒸汽供給過程的充足性，與智能化控制系統(tǒng)配合使用，也可以對供汽流量進行動態(tài)調整，使系統(tǒng)內外壓力差維持在合理范圍。第二，不同于傳統(tǒng)輔助系統(tǒng)中使用到的加熱器，軸封蒸汽電加熱器在應用中，可以借助密封環(huán)境快速完成加熱工作，這樣也可以在較短時間內，供給滿足流量要求的蒸汽，這樣同樣可以維持供汽流量過程的穩(wěn)定性，確保輔助系統(tǒng)工作狀態(tài)的穩(wěn)定性。

2.3維持內外溫差

軸封蒸汽電加熱器在工作期間，具有維持內外溫差穩(wěn)定性的作用。具體體現在以下幾方面：第一，在上文中已經提到，為了維持系統(tǒng)工作狀態(tài)的穩(wěn)定性，需要將系統(tǒng)內外溫差控制在110-121℃之間，如果超出此溫差范圍，也將影響到系統(tǒng)工作狀態(tài)的安全性。軸封蒸汽電加熱器的使用，可以維持供汽溫度、供汽流量的可靠性，從而降低系統(tǒng)運行隱患的發(fā)生幾率。第二，不同于傳統(tǒng)輔助系統(tǒng)中使用到的加熱器，軸封蒸汽電加熱器在應用中，會動態(tài)調節(jié)溫度水蒸汽溫度、供給流量，在維持系統(tǒng)運行安全性的同時，可以減少額外資源的損耗，從而提高系統(tǒng)運行狀態(tài)的經濟性。

2.4延長設備壽命

軸封蒸汽電加熱器在工作期間，還具有延長設備使用壽命的作用。在汽輪機缸體溫度超過150℃之后，此時也需要對啟機進行抽真空處理，在此之前也需要向其中先送入合格質量的軸封蒸汽，以避免冷空氣進入，造成轉子和汽缸產生局部熱應力和變形。而軸封蒸汽電加熱器在應用中，可以在短時間內產生足夠量的蒸汽，從而維持汽機轉子運行環(huán)境的穩(wěn)定性，減少溫差因素帶來的負面影響，以延長系統(tǒng)運行過程的使用壽命[1]。

3軸封蒸汽電加熱器應用時的常見問題及處理方法

3.1常見問題

基于以往應用經驗可以了解到，在軸封蒸汽電加熱器應用時存在溫差過大的問題，問題具體原因如下：第一，在燃機啟動前，無補燃的鍋爐并不具備升溫的條件，這也使得鍋爐啟動時其初溫不滿足燃機工作要求，影響到系統(tǒng)的保溫保壓效果。而軸封蒸汽的主要來源為鍋爐主蒸汽，如果鍋爐還未升溫，那么此時軸封供汽溫度只能接近鍋爐溫度，但是無法滿足溫差要求，從而影響到燃機工作狀態(tài)的安全性[2]。第二，在鍋爐啟動前，其提供的蒸汽溫度與汽機軸封供汽溫度存在較大偏差，那么此時在較大溫差影響下，也使得系統(tǒng)存在變形隱患，成為限制聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)快速啟動的重要因素。

3.2處理方法

在對此問題進行處理時，可以采用的方法如下：第一，外接輔助汽源，在輔助汽源的選擇中，需要優(yōu)選具備穩(wěn)定啟動性能的高溫蒸汽源，同時也需要考慮到管道敷設參數以及運行操作參數，確保所選輔助汽源工作過程的可行性。另外，在對輔助汽源的選擇中，也需要考慮其對于原系統(tǒng)的影響性，如果正面影響小于負面影響，則不考慮引入。第二，現有系統(tǒng)中增加加熱設備，從目前的使用情況來看，可以附加的加熱裝置有小鍋爐和電加熱器兩種選擇，前者在應用中需要額外增加安裝場地，會增加系統(tǒng)運行負擔，一般情況下不考慮引入;后者則具備了占地面積小、安裝過程便利、系統(tǒng)運行簡單等優(yōu)勢，因此可以選擇電加熱器來作為輔助設備，以滿足系統(tǒng)穩(wěn)定運行的相關要求[3]。

3.3運行效果

選擇電加熱器作為輔助設備后，其帶來了以下運行效果：第一，在系統(tǒng)每日的啟動中，輔助設施的應用可以維持蒸汽溫度的穩(wěn)定性，這樣也使得汽輪機轉子處于穩(wěn)定的工作環(huán)境，使得其使用壽命得到有效延長。第二，軸封電加熱器的順利應用，也可以有效縮減鍋爐冷態(tài)而汽機處于溫熱態(tài)工況時的聯(lián)合循環(huán)啟動時間。在鍋爐冷態(tài)啟動期間，在加熱器的輔助下，可以讓鍋爐在短時間內產生一定量的蒸汽，此類蒸汽通入到系統(tǒng)中后可以快速提高系統(tǒng)升溫速度，升溫率可從最初的3℃/min增加到10℃/min，從而縮減了系統(tǒng)啟動時間，提高其帶來的經濟效益[4]。

結束語

綜上所述，在國產聯(lián)合循環(huán)汽機輔助系統(tǒng)運行期間，軸封蒸汽電加熱器具備良好的應用價值，基于其作用并結合系統(tǒng)運行時存在問題，提出相應的優(yōu)化策略，對于提高系統(tǒng)工作狀態(tài)穩(wěn)定性，延長系統(tǒng)使用壽命有著積極地意義。

參考文獻

[1]王戰(zhàn)鋒，田寧.超超臨界660MW機組軸封蒸汽電加熱器故障引起汽輪機振動大分析處理[J].電子制作，2019（18）：94-95+93.

[2]楊聯(lián)聯(lián).600MW級機組軸封蒸汽電加熱器典型故障案例及原因分析[J].通訊世界，2019，26（01）：170-171.