林長(zhǎng)治 趙利永 王 鋒

（神華國(guó)華孟津發(fā)電有限責(zé)任公司，河南 洛陽471112）

1 系統(tǒng)簡(jiǎn)介

孟電公司2臺(tái)汽輪發(fā)電機(jī)組為日本富士電氣公司生產(chǎn)的超臨界、一次中間再熱、單軸、三缸兩排汽、單背壓凝汽式汽輪機(jī)，其型號(hào)為 N600／24.5／538／566。

汽輪機(jī)各軸承汽封環(huán)為迷宮式，軸封系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)控制軸封母管壓力為6.8 k Pa，機(jī)組大于50%額定負(fù)荷后可達(dá)到自密封。軸封系統(tǒng)為汽輪機(jī)高、中、低壓缸軸承供汽，同時(shí)也為2臺(tái)小機(jī)軸封系統(tǒng)供汽。主機(jī)及小機(jī)軸封回汽分別回至軸封加熱器，運(yùn)行時(shí)控制主機(jī)及小機(jī)軸封回汽壓力為－2 k Pa，軸封加熱器通過軸加風(fēng)機(jī)維持內(nèi)部負(fù)壓并將部分不凝結(jié)氣體抽出排向大氣。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)軸加風(fēng)機(jī)為2臺(tái)，一運(yùn)一備方式運(yùn)行，設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)出口壓力為4.2 k Pa、流量19 m3／min，軸加風(fēng)機(jī)電機(jī)功率5.5 k W、額定電流11 A，軸封加熱器汽側(cè)設(shè)計(jì)工作壓力為0～50 k Pa、設(shè)計(jì)工作溫度為100℃。

2 軸封回汽壓力及供汽壓力波動(dòng)異常

2013年6月某日，機(jī)組負(fù)荷570 MW，當(dāng)值值班值長(zhǎng)匯報(bào)＃1機(jī)組汽輪機(jī)＃2軸承回油視窗內(nèi)表面掛有水珠，同時(shí)檢查發(fā)現(xiàn)密封油系統(tǒng)排煙風(fēng)機(jī)入口管道視窗內(nèi)表面積有大量水珠，檢查密封油排煙風(fēng)機(jī)出口集水器有可見水位，在密封油排煙風(fēng)機(jī)入口管路放出大量積水。

＃1機(jī)組之前出現(xiàn)過因軸封系統(tǒng)回汽壓力調(diào)整不當(dāng)造成汽輪機(jī)油中進(jìn)水異常，立即安排人員檢查軸封母管壓力及軸封回汽壓力變化并聯(lián)系取樣化驗(yàn)潤(rùn)滑油含水量，就地檢查發(fā)現(xiàn)主機(jī)軸封回汽壓力在－2～1 k Pa之間波動(dòng)，小機(jī)軸封回汽壓力也跟隨波動(dòng)，軸封系統(tǒng)母管壓力初期波動(dòng)較小，后期也逐漸增大，在5.8～7.6 k Pa之間波動(dòng)。

經(jīng)化驗(yàn)主機(jī)潤(rùn)滑油當(dāng)時(shí)含水量達(dá)到86μg／L（標(biāo)準(zhǔn)≤100μg／L），超出上周化驗(yàn)值2倍多，2臺(tái)小機(jī)潤(rùn)滑油未見異常。孟電公司主機(jī)潤(rùn)滑油凈化裝置一直連續(xù)運(yùn)行，有較好的濾水功能，在軸封壓力波動(dòng)期間潤(rùn)滑油含水量比較穩(wěn)定無明顯增長(zhǎng)趨勢(shì)，但密封油系統(tǒng)運(yùn)行較為獨(dú)立，其含水量一直較大，在處理正常之前要求各值每4 h放水一次。

3 異常原因分析與查找

為避免潤(rùn)滑油及密封油含水量較大長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行導(dǎo)致乳化而影響主機(jī)運(yùn)行安全，開始著手進(jìn)行原因查找。

當(dāng)時(shí)機(jī)組負(fù)荷570 MW并穩(wěn)定，軸封系統(tǒng)已達(dá)到自密封，其自密封蒸汽來自汽輪機(jī)高中壓調(diào)閥閥桿漏汽及高壓段軸封漏汽，首先排除備用汽源輔汽的干擾，考慮自密封時(shí)漏汽量的相對(duì)穩(wěn)定性，懷疑是否為軸封系統(tǒng)溢流調(diào)節(jié)閥自動(dòng)調(diào)節(jié)性能不佳所致，把軸封壓力控制模式切手動(dòng)，溢流調(diào)節(jié)閥也切手動(dòng)，發(fā)現(xiàn)壓力波動(dòng)現(xiàn)象并無改善，就地檢查溢流調(diào)節(jié)閥也無擺動(dòng)現(xiàn)象，密封水投入均正常，排除了軸封調(diào)節(jié)方面存在問題的可能性。

既然軸封壓力在控制模式切手動(dòng)后依然波動(dòng)，是否為自密封時(shí)閥桿漏汽及高壓段軸封漏汽的不穩(wěn)定造成？由于當(dāng)時(shí)負(fù)荷較高，協(xié)調(diào)控制模式不佳造成主汽壓力一直有±0.1 MPa的偏差波動(dòng)，汽機(jī)高調(diào)門頻繁在41%～43%之間調(diào)整。后在機(jī)組降負(fù)荷至300 MW后，輔汽少量參與軸封供汽，軸封壓力波動(dòng)現(xiàn)象依然存在，也排除了此種可能性。

確認(rèn)軸封供汽、調(diào)節(jié)無問題后，現(xiàn)場(chǎng)重點(diǎn)對(duì)軸封回汽系統(tǒng)進(jìn)行檢查。首先測(cè)量軸加風(fēng)機(jī)電流，波動(dòng)很小，同時(shí)分別運(yùn)行2臺(tái)軸加風(fēng)機(jī)及切換軸加風(fēng)機(jī)運(yùn)行一段時(shí)間觀察也無改善，排除軸加風(fēng)機(jī)的問題。

檢查軸封回汽母管的各段U型水封均正常，無水封破壞現(xiàn)象。檢查主機(jī)及小機(jī)軸封回汽至軸封加熱器手動(dòng)門開度并無改變，緩慢開大主機(jī)軸封回汽手動(dòng)門后，壓力波動(dòng)由原來的－2～1 k Pa逐漸到－3～1 k Pa，說明閥門開度調(diào)整無問題。

正常運(yùn)行時(shí)主機(jī)軸封回汽管上的U型管水封水一直保持微溢流狀態(tài)，在軸封壓力波動(dòng)期間水封水卻是一股一股流出，即當(dāng)軸封回汽壓力擺至負(fù)壓區(qū)時(shí)無水流出，擺至正壓區(qū)時(shí)則有水流出。檢查凝結(jié)水至U型水封管補(bǔ)水正常，手動(dòng)開大補(bǔ)水壓力波動(dòng)無改善。

那是否為軸封加熱器至凝汽器的自動(dòng)疏水器損壞造成軸加內(nèi)負(fù)壓不穩(wěn)定、水位過低所致？關(guān)閉軸加至凝汽器自動(dòng)疏水器前手動(dòng)門，將疏水改至地溝后檢查壓力依然波動(dòng)，而到地溝的疏水管出水同U型管水封水溢流一樣為一股一股流出，便重新將疏水改至凝汽器，排除疏水器損壞的可能性。

此時(shí)基本可判斷為軸加內(nèi)部負(fù)壓不穩(wěn)定，造成軸封回汽壓力不穩(wěn)，最終導(dǎo)致軸封供汽壓力不穩(wěn)定。那是什么原因造成軸加內(nèi)負(fù)壓不穩(wěn)定呢？下面我們通過示意圖進(jìn)行說明，孟電公司汽輪機(jī)軸封系統(tǒng)示意圖如圖1所示。

從圖1我們可以看出，A點(diǎn)中PG為主機(jī)軸封回汽就地壓力表，此次異常為該壓力表及小機(jī)回汽壓力表波動(dòng)，其通過母管上的手動(dòng)門開度來調(diào)整回汽壓力。B點(diǎn)為主機(jī)及小機(jī)軸封回汽旁路，正常運(yùn)行中兩門關(guān)閉，軸加需要退出時(shí)則將回汽轉(zhuǎn)到旁路運(yùn)行，在旁路門后母管底部有一高度700 mm、直徑約12 mm的U型水封管（碳鋼材質(zhì)），正常運(yùn)行時(shí)防止軸加出口的氣體從此處倒流。

圖1 孟電公司軸封系統(tǒng)示意圖

從C點(diǎn)可以看出軸加出口與軸封回汽旁路管共用一條管路，正常運(yùn)行時(shí)軸加風(fēng)機(jī)出口的凝結(jié)氣體逐漸在該管路中凝結(jié)、聚集（軸加風(fēng)機(jī)本體下部也有U型水管，圖中未畫出），凝結(jié)水在凝結(jié)聚集過程中通過B點(diǎn)處的U型水封管路自動(dòng)流出，而此次異常則因?yàn)樵揢型水封管內(nèi)部銹蝕物較多（機(jī)組大修停運(yùn)期間沉積）造成堵塞無法疏水，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后排氣管道內(nèi)部積水越來越多，直至聚集到C點(diǎn)處或更高形成“水阻”，軸加風(fēng)機(jī)所輸送的氣體無法完全克服管道內(nèi)“水阻”，最終造成氣體在軸加風(fēng)機(jī)及“水阻”的共同作用下被一股股的送出，即部分氣體克服該段管道內(nèi)的“水阻”送出過程中，軸封回汽壓力便向負(fù)壓區(qū)波動(dòng)；反之管道內(nèi)水又重新回流時(shí)，氣體送出中斷，軸封回汽壓力便向正壓區(qū)波動(dòng)，如此重復(fù)發(fā)生，最終影響軸封母管壓力的波動(dòng)以及因軸封加熱器內(nèi)正／負(fù)壓的來回波動(dòng)而影響的U型水封水的間斷性流出。在敲擊該U型管道后，流水恢復(fù)正常，內(nèi)部積水全部放出后，軸封回汽壓力重新穩(wěn)定在－2 k Pa，軸封母管壓力也逐漸恢復(fù)穩(wěn)定。觀察8 h后再無異常變化，主機(jī)潤(rùn)滑油及密封油各視窗水珠已消失，放水量明顯減小，化驗(yàn)油中含水已明顯下降。

4 結(jié)語

通過本次異常的分析及處理，筆者在嘆服設(shè)計(jì)者系統(tǒng)設(shè)計(jì)構(gòu)思巧妙的同時(shí)，也感嘆工作認(rèn)真的重要性。其實(shí)電力行業(yè)在生產(chǎn)中出現(xiàn)的每一次異常，只要我們能夠靜下心深入細(xì)致地分析、排除，一定能找到解決的辦法，希望本次異常的分析處理方法能為大家在處理類似問題時(shí)提供一個(gè)檢查方向。