火力发电厂轴加和多级水封系统应用研究

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇火力发电厂轴加和多级水封系统应用研究范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

摘要：文章通过对轴封加热器及多级水封原理和200MW机组轴封加热器及多级水封异常实例处理过程的分析，阐述了轴封加热器及多级水封工作异常的主要危害和成因，在机组运行中发现轴封加热器及多级水封异常时要综合考虑分析判断异常原因，有针对性地进行处理。

关键词：火力发电厂；轴封加热器；多级水封系统；汽轮机；疏水装置 文献标识码：A

中图分类号：TK223 文章编号：1009-2374（2016）14-0043-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.14.022

1 概述

火力发电厂轴封加热器多级水封是汽轮机轴封加热器的一种疏水装置，汽轮机组的轴加疏水系统一般分为水封式和低位水箱式，水封式又分为多级和单级水封，低位水箱式分为疏水式和内浮球式。本文就轴封加热器采用多级水封系统出现的问题及应对措施进行探讨。

2 轴封加热器及多级水封系统原理介绍

轴封加热器的作用是：利用轴封蒸汽的回汽加热凝结水，减少热损失。工作过程如图1所示，轴封末档回汽进入#2轴加加热凝结水，#2轴封加热器的疏水通过多级水封进入凝汽器，由于凝汽器是负压工作状态，这就要求多级水封具有既能够使疏水顺利进入凝汽器，又不能漏入空气的功能。轴封加热器在运行时处于微负压状态，压力大约在-6kPa左右，与凝汽器真空压差约10m水柱，多级水封在工作时必须产生高于10m水柱的阻力方可既保证疏水畅通，又能阻止空气漏入。轴封加热器至凝汽器多级水封一般为4级水封，每级水封筒高约3m，多级水封结构的分析如图2所示。

多级水封作用：维持轴加疏水水位，保护真空，一旦多级水封里的水灌满后，它的水位是基本维持不变的。多级水封就是增大疏水回水的阻力，从理论上说，轴封加热器疏水经过多级水封然后再有一定的高度回到凝汽器汽侧，流动阻力加上高差刚好等于凝汽器的真空，这时候就是最正常的工况。但事实上工况经常在变，凝汽器的真空也不是一成不变的，所以多级水封一般很容易造成两个结果：一是回水不畅（流动阻力大时）；二是漏真空（回水阻力小时）。多级水封并不是只能通过水才能通过汽，凝汽器真空太高了把回水拉空就会有空气进入凝汽器，也自然就会造成凝汽器真空下降。

使用多级水封作为加热器疏水装置有如下优点：没有机械传动，无磨损、无卡涩；没有电气元件，不需调试，不耗电；结构简单、维护方便。使用多级水封作为加热器疏水装置的缺点是：停机后水封管内残留积水，易造成金属锈蚀，影响再次启动时凝结水的品质。

长期运行实践表明，多级水封疏水方式简单、可靠、免操作、免维护。与电动、气动或浮子式水位调节装置相比，非常适合用于对可靠性要求很高、压差不大的轴加疏水系统。

3 轴封加热器多级水封系统常见问题

3.1 水封破坏机组漏真空

多级水封管失水时，轴封加热器的汽侧就直接与凝汽器相通，由于轴封加热器汽侧通过轴抽风机与大气直接相通，将会造成机组真空急剧下降，处理不当将导致机组停机。

多级水封一般安装的环境比较潮湿，水封管容易发生腐蚀，当多级水封管由于腐蚀、砂眼等原因发生泄漏时也可能造成凝汽器真空下降或者在做真空严密性试验时造成漏气率偏高，影响机组经济性。

3.2 多级水封疏水不畅造成轴封加热器水位异常升高

由于多级水封出口阀门故障或者调整不当可能造成轴封加热器疏水不畅，造成轴封加热器水位异常升高；多级水封内部发生气塞、水塞造成轴封加热器疏水不畅，导致轴封加热器水位异常升高现象发生。另外，轴抽风机工作异常、轴封加热器泄漏等也可能导致轴封加热器水位出现异常变化。

轴封加热器水位异常升高甚至满水会造成轴封回汽不能被充分用来加热凝结水，大部分直接由轴抽风机排出，从而降低机组经济性。同时大量汽水由轴抽风机排出也增加了轴抽风机耗电量，使发电厂厂用电率升高，严重时可能烧毁轴抽风机电机。

4 轴封加热器多级水封系统异常实例分析

4.1 设备概况

河北张家口某电厂#3机组，额定容量为200MW，通流部分改造后额定容量为210MW，汽轮机系东方汽轮机厂制造，为超高压、三缸三排汽、单轴一次中间再热、凝汽式汽轮机（型号：N200-12.7/535/535），1988年1月24日投产。1997年机组大修时，进行通流部分改造。凝结器背压设计值为5.19kPa。

4.2 异常现象

2013年10月该厂#3机组大修完毕，机组启动后#2轴封加热器水位一直维持高限（450mm）运行（正常水位应在120mm左右），轴抽风机出口有大量汽水排出，轴封加热器疏水至凝汽器出口温度只有32℃～38℃，正常温度应该在68℃～75℃。

4.3 原因分析

通过对#2轴封加热器系统分析，认为造成#2轴封加热器水位高限运行的原因主要有以下六点：

4.3.1 轴封加热器疏水至凝汽器疏水手动门开度小或者门芯脱落失灵，过水量小导致轴封加热器水位上升。

4.3.2 考虑到机组大修时，对汽轮机轴封进行了大修，所以也把轴封排汽量加大，凝结的疏水量增加，导致轴封加热器水位上升列为原因之一。

4.3.3 轴封加热器排管泄漏，水侧除盐水漏入汽侧，导致轴封加热器水位上升。

4.3.4 轴封加热器多级水封内部异物堵塞或者有气塞或者水塞现象，造成疏水不畅，导致轴封加热器水位上升。

4.3.5 轴抽风机出力异常增大，导致轴封加热器内部压力下降，造成轴封加热器疏水不能顺畅排入凝汽器。

4.3.6 轴封加热器水侧旁路门开度较平时小，轴封加热器过负荷。

4.4 处理经过

出现异常以后首先采取的措施就是开大轴封加热器疏水至凝汽器疏水手动门，但是没有效果，检修人员检查该阀门无异常；然后适当开大轴封加热器水侧旁路门开度，以降低轴封加热器负荷，水位仍然没有下降趋势。

通过分析#2轴封加热器水位能维持在高限运行，但是并没有满水，轴抽风机也可以正常运行，基本排除了轴封加热器泄漏的可能；根据大修前后轴封压力和轴封供、排汽调整门开度对比没有发现异常变化，基本排除了轴封排汽量大导致#2轴封加热器水位在高限运行的可能；根据轴抽风机运行情况及#2轴封加热器压力分析，不可能发生轴抽风机出力异常增大造成#2轴封加热器汽侧压力太低无法把疏水排入凝汽器的情况。

通过排除法，现在基本确定导致#2轴封加热器水位维持在高限运行，疏水不畅疏水温度偏低的原因为多级水封内部异物堵塞或者有气塞或水塞现象。

要使疏水通畅可以从两个方面考虑解决办法：一是降低多级水封处的疏水阻力，如图1所示适当开启多级水封入口门，正常运行时这三个阀门是关闭的，使#2轴封加热器疏水少通过部分多级水封管，达到降低多级水封处疏水阻力的目的；二是想办法提高#2轴封加热器汽侧压力，从而达到打通多级水封通路的目的，使轴封加热器疏水能够顺畅排入凝汽器。在实际操作中采取了逐渐关小运行轴抽风机入口门的办法，以达到降低轴抽风机出力提高#2轴封加热器汽侧压力的目的，当运行轴抽风机入口门关至5圈后，#2轴封加热器水位开始下降，#2轴封加热器疏水出口至凝汽器疏水温度回升。稍后#2轴封加热器水位恢复正常（110mm）运行，轴抽风机出口已无大量汽水排出，轴封加热器疏水至凝汽器出口温度恢复正常，温度由35℃升至75℃，轴封加热器压力为-0.0055kPa。观察1小时后恢复运行轴抽风机入口门开度，#2轴封加热器恢复正常运行。

4.5 原因分析

通过对处理过程的分析认为，造成此次#2轴封加热器疏水不畅的原因是多级水封内部有气塞或水塞现象发生。通过提高#2轴封加热器汽侧压力的方法，打通了多级水封内部阻塞部分，消除了多级水封内部气塞或水塞现象，使得此次异常得以消除。

5 结语

通过上面对轴封加热器及多级水封原理和轴封加热器异常处理过程的分析，认为当轴封加热器多级水封失水时会造成机组漏气率增加，严重时导致机组真空下降影响机组经济性下降，运行中要特别加以注意。当轴封加热器多级水封阻力增加时会造成轴封加热器疏水不畅，机组经济性下降，严重时导致轴抽风机电机损坏。由于影响因素较多，在机组运行中发现轴封加热器及多级水封异常时要综合考虑分析判断异常原因，有针对性地进行处理。

参考文献

[1] 陈伟.轴封加热器风机排气管积水原因分析及处理

[J].安徽电力科技信息，2005，（5）.

[2] 下花园发电厂集控运行规程[S].

作者简介：李秀江，大唐国际发电股份有限公司下花园发电厂发电部汽机专责工程师，研究方向：汽轮机运行。