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600MW汽轮机轴封系统故障浅析 |
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| 600MW汽轮机轴封系统故障浅析 |
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作者：佚名 文章来源：不详 点击数： 更新时间：2008-9-26 19:52:31  |
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摘要：就华能上海石洞口二厂600MW汽轮机轴封系统在运行中长期存在的问题进行分析，并指出改进意见。
关键词：轴封汽系统；温度控制器；压力调节器；泄压阀；特点；影响。
华能上海石洞口二厂2×600MW汽轮机发电机组有瑞士ABB公司生产制造，汽轮机型式为单轴、四缸四排汽、一次再热、反动凝汽式超临界机组。
1 轴封汽的汽源
华能上海石洞口二厂轴封蒸汽系统由三路汽源：启动时由辅助蒸汽供汽；当冷再汽压力大于16kg/cm2时，由辅助蒸汽切换至锅炉冷再汽；而正常运行时靠高、中压主汽门和调门等门杆漏汽供汽。
2 轴封蒸汽系统主要由以下几个特点：
(1) 采用将高压缸近机头端参数较高的漏汽和门杆漏汽作为正常运行时轴封汽汽源。
(2) 给水泵汽轮机轴封进、出汽管上装有隔绝门，易于与主机隔离。
(3) 轴封蒸汽冷却器的疏水采用带液位开关的疏水控制阀，既有利于水封，又可顺利将疏水送至凝汽器。
(4) 轴封蒸汽系统中设有轴封蒸汽压力调节器和泄压阀，来保证轴封蒸汽母管压力为0.003MPa。为了防止低压轴封及小汽机的轴封蒸汽温度过高，设置了轴封蒸汽温度控制器，能保证蒸汽温度维持在150℃。
3 轴封汽系统运行中存在的问题。
在长期机组运行过程中，轴封汽系统在控制运行参数中确实存在着一些问题，主要表现在压力和温度控制器失灵，造成轴封汽压力和温度偏离正常控制值，集中表现为轴封汽压力和温度过低。
3.1 轴封汽温度过低造成的影响：
由于轴封蒸汽直接与汽轮机大轴接触，它的温度直接影响大轴的伸缩。汽机在稳定运行和热态启动时，相应转子的温度很高，如果轴封蒸汽温度过低，大量的低温蒸汽通过轴封吸入汽缸，它不仅将在转子上引起较大的热应力，而且造成前段轴封大轴的急剧冷却收缩，当收缩量过大时，将有可能导致前机节动静部分的摩擦，而这种局部段大轴收缩所造成的相对位移的变化，潜在的危害是巨大的。所以我们在轴封汽供汽时，必须进行充分的暖管疏水，确保轴封蒸汽温度与金属温度相配备，并有一定的过热度。.
3.2 轴封汽压力过低造成的影响：
轴封汽压力低对低压缸影响比较大，将会造成外界空气漏入低压缸，不但会使汽轮机真空下降，同时还会因冷空气冷却轴颈使转子收缩造成负差胀。真空变化对汽轮机的安全与经济性都有较大的影响。具体表现为：
排汽压力升高，汽轮机的可用热降减少，汽轮机效率将降低，严重时将影响到机组负荷。
排汽缸及轴承座等部件受热膨胀，可能引起中心变化，使汽轮机产生振动。
排汽温度过高时，可能引起凝器汽钛管的胀口松弛，破坏了凝汽器的严密性。
有可能会引起轴向推力的变化。
真空下降，将使排汽的容积流量减少，对末几级叶片的工作环境不利。当排汽的容积流量减少时，蒸汽在末级就要产生脱流及旋涡，同时还会在叶片的某一部分产生较大的激振力，它的频率与叶片的固有频率不成正数倍，即不是与叶片发生共振，而是属于自激振动，即叶片的颤振。这种颤振的频率低、振幅大，极易损坏叶片，造成事故。
4 轴封汽调节特点和存在问题
华能上海石洞口二厂轴封汽系统在机组启动阶段由辅汽母管供汽，再由压力调节器和温度调节器来维持正常压力和温度；当冷再汽压力大于16kg/cm时切换至冷再汽源；当机组正常运行时，轴封汽的压力调整门关死，高、中压主汽门、调门的门杆漏汽作为轴封汽的汽源，靠轴封汽母管的泄压阀控制轴封汽母管的压力，减温水调整门稳定轴封汽的温度。
由于我厂轴封系统上的三个阀门均采用基地式调节装置，具有投资少，结构简单的优点，但是它的缺点非常突出，即调节不稳定。虽然我厂对调节装置进行过改造，但效果不明显。
经常表现为：
泄压阀全开，造成轴封汽母管压力，影响汽机真空。
在轴封汽源进行切换时，进汽压力调整门与泄压阀之间配合不默契，造成轴封汽压力大幅度波动。
轴封汽进汽压力调整门开度较小时，调节性能较差
减温水调门全开，造成轴封蒸汽温度过低。
5 轴封汽调节系统的改造设想
对为了提高轴封蒸汽参数的稳定性，有必要对轴封蒸汽的调节系统进行改造，而且我们已对加热器正常疏水调节装置进行了成功的改造，即由原来基地式调节，更改为由N90控制，取得了十分理想的效果，加热器水位调节稳定可靠。故我们建议轴封蒸汽的三个调节门：压力调整门、减稳水调节门、泄压阀均更改成由N90来控制。这样至少会带来以下2个好处：
提高了轴封汽系统各参数的稳定性，来更好地满足机组安全经济运行。
加强了反事故处理的能力，即如果控制系统发生故障，我们可以通过CRT立即手动采取措施，调节轴封蒸汽的各个参数，迅速及时使轴封蒸汽的各个参数恢复正常值，确保机组正常运行。
2004年5月18日，#1号机小修以后第二天轴封汽减温水调门发生故障，调门全开，轴封汽温度跌至105℃，应该说是相当危险了。后经手动调节减温水隔绝门来维持轴封蒸汽温度，至今仍未解决。特别是在负荷变化比较大的情况下，轴封蒸汽压力变化较大，对轴封蒸汽的减温器的调节影响也大，故在此缺陷未彻底解决以前，我们必须加强对轴封蒸汽系统的监视，做好事故预想，保持轴封蒸汽参数的稳定，确保机组的安全、稳定运行。
6 结语
由于汽机轴封汽系统运行是否稳定，直接关系到汽轮机是否能够安全可靠运行。当设备反复发生故障时，我们有必要引起足够的重视。一方面在运行中加强监控，及时发现异常情况，并采取有效措施，防止事故的扩大。另一方面，对长期存在设备缺陷，而且反复发生的，得不到有效解决的，就必须进行更改，以确保设备正常运行。
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