治理轴封漏空提高机组真空严密性

摘要 凝汽器真空度是火力发电机组冷凝式汽轮机的一项重要指标,真空的好坏将直接影响到机组安全经济运行,如何提高机组真空的严密性也是凝汽式汽轮机所追求的共同课题。

关键词 汽封;间隙;轴封供汽;真空严密性;治理

中图分类号TH133.3 文献标识码 A文章编号 1674-6708(2010)14-0067-02

1 概述

宿迁某热电公司#1机组为国产哈汽135mW凝汽式汽轮机,该机自投产以来凝汽器真空严密性一直都不太理想,真空泵、轴封加热器和轴加风机投运正常,运行中该机组运行人员需把低压轴封供汽调门全开,汽封总管的压力升高超出设计值,真空严密性才能保证,对机组安全经济运行带来不利影响。

2 真空严密性差的不良影响

1)由于凝汽器漏入空气会使凝结水溶氧增加,导致低压设备出现氧腐蚀现象。

2)真空系统的严密性下降会导致汽轮机排汽温度和排汽压力上升,增加了冷源热损失,有效焓降减少,循环效率下降,从而导致机组效率降低,供电煤耗增加。

3)排汽温度和排汽压力上升,会对凝汽器和排汽缸造成过大的应力,另外汽轮机排汽温度的升高,会使动静部套中心偏移,严重时引起机组振动,将直接影响到机组的安全运行。

3 原因分析

该机组计划于09年9月进行A级检修,停机前对以下数据及实验进行了跟踪:额定工况时凝汽器压力(大气压力100.1kpa时)为9.04 kPa,机组带100mW 负荷时凝汽器背压为8.19 kPa;低压轴封供汽温度为141℃供汽压力为60kPa已远远超出汽封总管设计要求(总管压力调整范围0.02~0.03Mpa),真空严密性试验为300Pa/min,而当轴封供汽压力降为30kPa时真空严密性性试验已经无法进行。

该机组轴封便采用自密封系统,自密封汽封系统具有简单、安全、可靠、工况适应性好等特点。

高负荷运行时低压轴端汽封供汽由高、中压缸轴端汽封的漏汽供给,当轴封压力总管超出0.03Mpa时,多余漏汽经溢流阀溢流至凝汽器。通过轴封系统布置以及现场实验数据分析, 凝汽器真空严密性差是由以下几种情况造成:

1)低压轴封供回汽管道在设计上存在问题,无法满足轴封供汽流量要求;

2)低压轴封供回汽管道及滤网内存有杂物,堵塞了管道;

3)低压轴封径向间隙超标,致使空气经低压缸轴端汽封漏入凝汽器过多造成。

4 原因的核查与确立

1)低压轴封供汽为Φ133×5的碳钢管道,轴封回汽管道为Φ108×5的碳钢管道。经计算轴封供、回汽管道是可以满足流量要求的,不存在设计上的问题。

2)#1机于2009年9月5日机转入检修,对轴封供回汽管道和滤网进行检查未发现异物,排除了因异物堵塞造成管道内蒸汽流量不足的看法。

3)检修中测量低压轴封径向间隙为0.80~1.05mm(设计值0.60~0.90),和设计值比较部分汽封间隙超标0.10~0.15mm,在一定程度上影响着真空严密性,综合以往检修经验,造成轴封供汽压力较高,降低供汽压力设计值时引起凝汽器真空严密性差应该还存在其它原因。

4)检修人员遂进入凝汽器内部检查轴封供回汽管道,发现凝汽器内部的轴封供汽管道有水蚀现象,轴封供汽管道外部没有加装套管。由于布置问题,轴封供汽管道有一段要安装在凝汽器中,正处于汽轮机乏汽的排气口,汽轮机排汽温度为40℃左右,而轴封供汽高达100℃以上,一方面高速流动的乏汽对轴封供汽管道对流换热,另一方面管道内的高温轴封蒸汽又会产生热辐射,大大降低了管道内轴封蒸汽的比容,从而造成流量不足,这应是运行中需提高轴封供汽压力的又一原因。

5 处理方法及实施情况

针对上述两条原因,现场进行了分析和探讨:

1)查阅资料发现,上海汽轮机厂引进型30万和60万机组无论低压轴端汽封还是高中压轴端汽封径向间隙设计上均采用内圈0.45~0.55mm,最外圈0.70~0.80mm。而哈汽产本型号机组低压轴封径向间隙设计值要超出上汽机组0.10~0.30mm;在材料的线性膨胀系数和径向尺寸上哈汽与上汽基本一致,所以检修中对低压轴端汽封依据上汽轴端汽封径向设计值进行调整。

考虑到低压转子两端均为落地轴承,凝汽器抽真空后低压轴封和缸体一同下沉,根据以往经验将轴端上汽封径向间隙在调整时略大于下汽封径向间隙0.10mm,以便保证机组正常运行时汽封圈与转子的同心。

原设计值与修后轴端汽封调整间隙对比:

(表1)

2)为了降低乏汽对管道内轴封蒸汽比容的影响,本次检修中,对凝汽器内部轴封供汽管道加装套管。

6 处理后的成效

#1机于09年11月25日开机,开机后轴封供汽总管压力有了明显改善,真空严密性也有一定提高,与修前数据比较如下:

由于环境温度改变导致修后循环水温发生改变,无法对凝汽器真空进行比对,需日后循环水温相同时,方可测算出真空对供电煤耗的影响。但是对轴封供汽压力和温度的改善可以看出,措施实施后达到了预期效果,真空严密性也随之有一定提高,为机组安全长期经济运行提供了保障。

参考文献

[1]裘烈钧.大型汽轮机运行[M].水利电力出版社,1994.

[2]吴季兰.汽轮机设备及系统[M].中国电力出版社,1998.