轴封蒸汽电加热器在国产联合循环汽机辅助系统配置中的作用

田甜

摘要：本文针对轴封蒸汽电加热器的应用要求展开分析，结合轴封蒸汽电加热器的应用价值，内容包括确保供汽温度、维持供汽流量、维持内外温差、延长设备寿命等，通过研究轴封蒸汽电加热器应用时的常见问题及处理方法，有助于优化联合循环汽机工作环境，实现延长联合循环汽机的使用寿命的目的。

关键词：轴封蒸汽电加热器;联合循环汽机;供汽流量

1轴封蒸汽电加热器的应用要求

汽轮机制造厂家对进入汽机轴封内的蒸汽提出了以下要求：①保持14℃以上的过热度;②供汽压力0.023～ 0.027MPa（g）;③高压轴封供汽温度与汽机高压内缸内壁金属温度相差不超过±110℃;④低压轴封供汽温度下限为121℃ ，上限为176℃;⑤高压内缸内壁金属温度与高压轴封供汽温度的温差控制在±110℃范围内，以确保机组启停10000次（即机组每天启停可使用30年）。

2轴封蒸汽电加热器的应用价值

2.1确保供汽温度

轴封蒸汽电加热器在工作期间，具有提升供汽温度稳定性的作用。具体体现在以下几方面：第一，为了维持系统工作状态的稳定性，需要将系统内外温差控制在110-121℃之间，而轴封蒸汽电加热器的使用，可以维持高温蒸汽供给的充足性，使系统内外温差维持在合理范围。第二，不同于传统辅助系统中使用到的加热器，轴封蒸汽电加热器的使用可以在较短时间内，供给满足温度要求的蒸汽，这样也可以缩减系统启动时的温差，减少了供温不稳定情况的发生几率，从而提高了系统工作状态的稳定性与安全性。

2.2维持供汽流量

轴封蒸汽电加热器在工作期间，具有维持供汽流量安全性的作用。具体体现在以下几方面：第一，为了维持系统工作状态的稳定性，需要将系统供给流量维持在动态平衡状态，轴封蒸汽电加热器的使用，可以维持高温蒸汽供给过程的充足性，与智能化控制系统配合使用，也可以对供汽流量进行动态调整，使系统内外压力差维持在合理范围。第二，不同于传统辅助系统中使用到的加热器，轴封蒸汽电加热器在应用中，可以借助密封环境快速完成加热工作，这样也可以在较短时间内，供给满足流量要求的蒸汽，这样同样可以维持供汽流量过程的稳定性，确保辅助系统工作状态的稳定性。

2.3维持内外温差

轴封蒸汽电加热器在工作期间，具有维持内外温差稳定性的作用。具体体现在以下几方面：第一，在上文中已经提到，为了维持系统工作状态的稳定性，需要将系统内外温差控制在110-121℃之间，如果超出此温差范围，也将影响到系统工作状态的安全性。轴封蒸汽电加热器的使用，可以维持供汽温度、供汽流量的可靠性，从而降低系统运行隐患的发生几率。第二，不同于传统辅助系统中使用到的加热器，轴封蒸汽电加热器在应用中，会动态调节温度水蒸汽温度、供给流量，在维持系统运行安全性的同时，可以减少额外资源的损耗，从而提高系统运行状态的经济性。

2.4延長设备寿命

轴封蒸汽电加热器在工作期间，还具有延长设备使用寿命的作用。在汽轮机缸体温度超过150℃之后，此时也需要对启机进行抽真空处理，在此之前也需要向其中先送入合格质量的轴封蒸汽，以避免冷空气进入，造成转子和汽缸产生局部热应力和变形。而轴封蒸汽电加热器在应用中，可以在短时间内产生足够量的蒸汽，从而维持汽机转子运行环境的稳定性，减少温差因素带来的负面影响，以延长系统运行过程的使用寿命[1]。

3轴封蒸汽电加热器应用时的常见问题及处理方法

3.1常见问题

基于以往应用经验可以了解到，在轴封蒸汽电加热器应用时存在温差过大的问题，问题具体原因如下：第一，在燃机启动前，无补燃的锅炉并不具备升温的条件，这也使得锅炉启动时其初温不满足燃机工作要求，影响到系统的保温保压效果。而轴封蒸汽的主要来源为锅炉主蒸汽，如果锅炉还未升温，那么此时轴封供汽温度只能接近锅炉温度，但是无法满足温差要求，从而影响到燃机工作状态的安全性[2]。第二，在锅炉启动前，其提供的蒸汽温度与汽机轴封供汽温度存在较大偏差，那么此时在较大温差影响下，也使得系统存在变形隐患，成为限制联合循环系统快速启动的重要因素。

3.2处理方法

在对此问题进行处理时，可以采用的方法如下：第一，外接辅助汽源，在辅助汽源的选择中，需要优选具备稳定启动性能的高温蒸汽源，同时也需要考虑到管道敷设参数以及运行操作参数，确保所选辅助汽源工作过程的可行性。另外，在对辅助汽源的选择中，也需要考虑其对于原系统的影响性，如果正面影响小于负面影响，则不考虑引入。第二，现有系统中增加加热设备，从目前的使用情况来看，可以附加的加热装置有小锅炉和电加热器两种选择，前者在应用中需要额外增加安装场地，会增加系统运行负担，一般情况下不考虑引入;后者则具备了占地面积小、安装过程便利、系统运行简单等优势，因此可以选择电加热器来作为辅助设备，以满足系统稳定运行的相关要求[3]。

3.3运行效果

选择电加热器作为辅助设备后，其带来了以下运行效果：第一，在系统每日的启动中，辅助设施的应用可以维持蒸汽温度的稳定性，这样也使得汽轮机转子处于稳定的工作环境，使得其使用寿命得到有效延长。第二，轴封电加热器的顺利应用，也可以有效缩减锅炉冷态而汽机处于温热态工况时的联合循环启动时间。在锅炉冷态启动期间，在加热器的辅助下，可以让锅炉在短时间内产生一定量的蒸汽，此类蒸汽通入到系统中后可以快速提高系统升温速度，升温率可从最初的3℃/min增加到10℃/min，从而缩减了系统启动时间，提高其带来的经济效益[4]。

结束语

综上所述，在国产联合循环汽机辅助系统运行期间，轴封蒸汽电加热器具备良好的应用价值，基于其作用并结合系统运行时存在问题，提出相应的优化策略，对于提高系统工作状态稳定性，延长系统使用寿命有着积极地意义。

参考文献

[1]王战锋，田宁.超超临界660MW机组轴封蒸汽电加热器故障引起汽轮机振动大分析处理[J].电子制作，2019（18）：94-95+93.

[2]杨联联.600MW级机组轴封蒸汽电加热器典型故障案例及原因分析[J].通讯世界，2019，26（01）：170-171.