1000MW二次再热汽轮机轴封冒汽原因浅析

侯江敏++++刘广++++张兰庆++++高伟

摘 要：軸封冒汽量大影响机组经济性，并且蒸汽容易窜入润滑油系统引起油质恶化，威胁机组安全运行。华能莱芜发电有限公司1000MW超超临界二次再热汽轮机投产以来，超高压缸、高压缸两端轴封先后出现冒汽现象。通过检查、分析轴封系统存在的问题，制订排查及处理方案，消除轴封冒汽现象，提高了机组经济性、安全性。

关键词：1000MW；超超临界；二次再热汽轮机；轴封；冒汽

一、概况

华能莱芜发电有限公司6号汽轮机是上海汽轮机有限公司引进德国西门子技术生产的超超临界、二次中间再热、五缸四排汽、单轴、凝汽式汽轮机，型号为N1000-31/600/620/620。汽轮机的整个通流部分由五个汽缸组成，即一个超高压缸、一个双流高压缸、一个双流中压缸和两个双流低压缸。

6号汽轮机于2015年12月份投产，试运期间及机组投产以来，超高压缸、高压缸两端轴封多次发生漏汽现象，调整轴封母管压力至微负压仍然大量冒汽（设计轴封压力为3.5 kPa）。我们对可能导致漏汽的因素进行了分析排查，确定轴封漏汽的原因后对轴封系统进行整改优化，消除了轴封冒汽现象。

二、轴封系统布置情况

超高压缸轴封一段漏汽引至高压缸排汽口，超高压缸轴封二段漏汽引至中压缸排汽口，超高压缸轴封三段漏汽供低压缸自密封用汽，超高压缸四段漏汽引至轴封加热器；高压缸轴封一段漏汽至中压缸排汽口，高压缸轴封二段漏汽供低压缸自密封用汽，高压缸轴封三段漏汽引至轴封加热器；中压缸轴封一段漏汽供低压缸自密封用汽，中压缸轴封二段漏汽引至轴封加热器；低压缸轴封用汽来自超高、高、中压缸轴封漏汽，末端轴封漏汽引至轴封加热器。

三、超高压缸、高压缸两端轴封冒汽原因分析

超高压缸轴封二段漏汽引至中压缸排汽管道流量孔板孔径为∮60mm，设计前后压差为5.4kPa，超高压缸、高压缸轴封漏汽引至中压缸排汽母管流量孔板孔径为∮80mm，设计前后压差为4.2kpa。施工过程中，电建单位将两个流量孔板位置装反，造成母管流量孔板实际前后压差达到240kPa，超高压缸轴封二段、高压缸轴封一段漏汽至中排阻力明显增大，轴封漏汽至中排不通畅。超高压缸轴封二段、高压缸轴封一段腔室蒸汽压力升高，并逐级窜至下一个腔室，超高压缸、高压缸两端轴封最外一个腔室蒸汽压力升高，部分轴封漏汽因无法完全回收至轴封加热器，自超高压缸、高压缸两端轴封冒出来。

1、轴封压力测量仪表管安装布置不合理，造成轴封压力测点远低于实际轴封压力，各汽缸两端均有不同程度的冒汽现象。由图1、图2可以看出：现场轴封压力测量仪表管管径为∮10mm，长度将近5米，而且该仪表管串联两只针型阀，节流效果明显，因此，仪表管中极易发生积水现象。

因水的比重远超过蒸汽的比重，当竖直的压力表管中存在水柱时，实际轴封压力需要维持水柱高度和厂家要求的轴封压力（3.5kPa）。p=3.5（kPa）+h/10

p-实际轴封压力（kPa）

h-水柱高度（cm）

通过查阅上海汽轮机厂提供的热平衡图以及性能考核试验期间

测量的相关数据发现，不同的工况下，高压缸轴封一段漏汽至中压缸排汽压力与中压缸排汽压力非常接近。而且高压缸轴封一段漏汽至中压缸排汽管道长度接近15米，沿途有4个弯头，在该压差条件下，高压缸轴封一段漏汽很难克服管道阻力顺利排汽至中压缸排汽管道。这造成高压缸轴封一段腔室蒸汽窜至下一个腔室，引起轴封最外一个腔室蒸汽压力升高，部分轴封漏汽因无法完全回收至轴封加热器，自高压缸两端轴封冒出来。

3、排查轴封系统供漏汽管道上低点疏水，防止因轴封管道积水产生“水塞”造成超高、高、中压缸回汽不畅。未发现轴封系统供漏汽管道存在积水现象。

4、检查各轴封漏汽至轴封加热器的蝶阀，确认在全开位置，无回汽不畅现象。

四、改造情况

1、利用停机检修机会将装反的流量孔板重新安装后，超高压缸前轴封冒汽现象得到彻底消除。机组性能考核试验完成后，拆除这两个流量孔板，降低超高压缸、高压缸轴封漏汽至中压缸排汽阻力。2、按照上海汽轮机厂要求重新改造轴封压力仪表管，防止仪表管积水，确保轴封压力变送器能够真实反映轴封母管压力情况。

将高压缸调端和电端的轴封漏汽母管合并后单独接至轴封冷却器蒸汽入口管，该管路上不再配置蝶阀，合并后管路按Φ273X9，材质采用12Cr1MoVG。在高压缸调端和电端轴封的供汽支管（管径DN200）上设置旁路，合并后通过调节阀接至凝汽器。在合并后管道上设置压力变送器。正常运行时通过调节阀调节至轴端不发生冒汽现象。

五、结语

通过上述改造后，汽轮机轴封冒汽现象基本得到改善，保证了机组的安全经济运行。