低压轴封进、回汽系统故障对凝汽器真空度的影响

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)华电集团贵港发电公司 作者:曾华

  某电厂#2机组自建成发电以来,凝汽器真空度一直偏低。对轴封系统进行全面检查后发现,#4瓦和#6瓦处低压轴封进汽系统与回汽系统互相接反,对其管道进行调换后,机组真空度达到设计值,煤耗下降,经济效益显著。

1、自密封轴封系统的特点及工作原理

  600MW超临界汽轮机轴封系统多为封闭式自密封系统。这种密封系统的特点是:高、中压缸密封与低压轴封通过母管连接,在机组正常运行时,可实现两者之间的平衡蒸汽密封。

  在汽轮机启动和低负荷运行时,汽轮机各汽缸内的压力都低于大气压。供至X腔室的汽封蒸汽在一侧通过汽封漏入汽轮机,在另一侧漏入Y腔室,由装在轴封加热器上的电动风机使Y腔室压力稍低于大气压,保证空气通过外汽封从大气漏入Y腔室。汽气混合物通过一个与轴封加热器相连的接口从Y腔室被抽出,当排汽压力超过X腔室压力时,通过内汽封圈发生反向流动,流量随着排汽压力的升高而增加。因此,高压缸的各汽封约在10%负荷时变成自密封,中压缸的各汽封约在25%负荷时变成自密封,此时,蒸汽从X腔室排到汽封系统的联箱,再从联箱流向低压汽封,大约在30%负荷下系统达到自密封,多余的蒸汽会通过溢流调节阀流往凝汽器。汽轮机在启动或低负荷下的汽封系统如图1所示,30%负荷以上的自密封轴封系统如图2所示。

汽轮机在启动或低负荷下的汽封系统

图1 汽轮机在启动或低负荷下的汽封系统

  Y腔室是汽封漏气区,腔内压力必须稍低于大气压力,通常显示为0.1006MPa。来自Y腔室的汽封漏气(汽)通过2个蒸汽入口进入轴封加热器,凝结后通过水封排入凝汽器热井,空气和其他非凝结气体由风机排往大气。

30%负荷以上的自密封轴封系统

图2 30%负荷以上的自密封轴封系统

2、低压轴封进汽系统与回汽系统接反后对凝汽器真空度的影响

  某电厂#2机组自建成发电以来,真空度一直偏低,达不到设计值,在对真空系统进行排查的过程中发现,#4瓦和#6瓦处低压轴封总是有蒸汽冒出,即使将此处的轴封分门关至最小,仍然有蒸汽冒出,将低压轴封母管压力调整至最小也不能消除此现象且真空度更难维持,最后只有将低压轴封母管压力调整至最大,真空度才勉强维持机组正常运行。同时,机组轴承润滑油质长期不合格,只有在线滤油机和临时滤油机长期运行才能保证主机润滑油质。对以上现象多次进行分析后确定,真空度偏低与轴封系统有关。机组运行期间用放气法对低压轴封系统进行检查,#3瓦和#5瓦处低压轴封漏汽量最大,#4瓦和#6瓦处低压轴封漏汽量较少,提高低压轴封母管压力仍然有漏汽现象。为此,机组停机期间进入凝汽器对轴封系统进行全面检查,并且与#1机组对比,发现#4瓦和#6瓦处低压轴封进汽系统与回汽系统接反了。

  低压轴封进汽系统与回汽系统互相接反后,轴封系统的运行情况是:Y腔室的绝对压力变为0.125~0.132MPa,大于大气压力,致使#4瓦和#6瓦处低压轴封向外冒汽;X腔室绝对压力变为0.1006MPa,低于大气压力,又由于凝汽器内是高度真空,此时的X腔室有可能也是高度真空,这样一来,轴封系统的蒸汽流向图2中的箭头方向,从高/中压缸#1瓦和#2瓦、低压缸#3瓦和#5瓦处低压轴封Y腔室出来的气汽混合气,只有一部分进入轴封加热器(空气和其他非凝结气体由风机排往大气,蒸汽凝结后通过水封进入凝汽器热井),剩下部分经#4瓦和#6瓦处低压轴封X腔室进入凝汽器,造成凝汽器真空度降低。

  由于#4瓦和#6瓦处低压轴封进汽系统与回汽系统在凝汽器内不方便调换,因此只能在凝汽器外对其管道进行调换。表面上看来,该机组的轴封系统和其他机组的轴封系统不同,但不影响轴封系统的正常运行。大修结束启动机组运行后,轴封系统运行正常,润滑油质合格,真空度达到设计值。

3、结束语

  华电集团贵港发电公司#2机组#4瓦和#6瓦处低压轴封进汽系统与回汽系统接反情况出现后,经停机消除该重大设备缺陷,凝汽器真空度恢复到设计值,煤耗下降1.97g/(kW·h),每年节约发电成本550万元以上。

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