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低压缸轴封系统的蒸汽热力分析 编号： 编制： 审核： 会签： 批准： 设 备 部 2011年 11月 28日 低压缸轴封系统的热力学分析 摘 要 本文通过某发电厂自建厂以来一直存在的A/B低压缸轴封蒸汽温度偏差大的问题，持续分析、不断改进，最终成功解决的全过程进行了总结，相信对存在同样问题的其它电厂具有一定借鉴意义。 关键词：轴封；疏水；温度；雾化 论文类型：案例分析 目 录 一、绪论 1．1 概述 我厂4*600MW超临界机组新建于2005年，第一台投产于2006年，2007年其余3台相继投产发电。投产以来，我厂低压缸轴封系统的蒸汽温度A缸、B缸相差较大，达60℃左右，导致A缸轴封体积水，影响机组运行。本文通过对轴封系统的深入研究，优化管道系统以及合理调整运行方法，最后成功解决了这一“历史遗留”问题。 1．2 设备及系统介绍 1．2．1 主机设备主要技术规范 主机是东方汽轮机厂生产的，主要技术规范如下： 汽轮机型号：N600-24.2/566/566 型式: 超临界、一次中间再热、冲动式、单轴三缸、四排汽凝汽式汽轮机 转速: 3000r/min 额定功率： 600MW 旋转方向： 从汽轮机端看为逆时针方向 新蒸汽压力：24.2MPa 新蒸汽温度：566℃ 再热蒸汽温度：566℃ 排汽压力： 5/6KPa 最终给水温度：282.2℃ 给水加热器个数: 8个,包括三台高压加热器、一台除氧器、四台低压加热器。 1．2．2 轴封系统的设备组成介绍 轴封系统的主要作用是为了防止蒸汽沿高、中压缸轴端向外泄漏，甚至窜入轴承箱致使润滑油进水；防止空气漏入汽缸而破坏机组的真空。本机组轴封系统采用自密封汽系统，即在机组正常运行时，由高、中压缸轴端汽封的漏汽经喷水减温后作为低压轴端汽封供汽的汽轮机轴封系统。多余漏汽经溢流站溢流至低压加热器或凝汽器。在机组启动或低负荷运行阶段，轴封供汽由外来蒸汽提供。该汽封系统从机组启动到满负荷运行，全过程均能按要求自动切换。 本系统主要设备有：轴封供汽、漏汽管道及相关疏水管道；供汽调节阀、溢流调节阀、减温水调节阀等阀门；所有调节阀执行机构均采用气动，由DCS控制。 1．3 系统存在的问题 高、中压轴封蒸汽能够满足正常运行要求。 但是，A低压缸轴封蒸汽温度，在启动升速阶段即从正常值170℃下降至108℃，此后一直维持在这一温度基本不变；而B低压缸轴封温度始终能稳定在170℃左右，因此A/B缸温差始终相差60℃左右。严重不符合东方汽轮机厂的设计要求：温度一般为121℃-177℃，压力为0.02—0.032MPa。 1．4 轴封温差大的潜在危害 1．4．1温度偏差大使得缸胀不均或者轴封体等相关结构件存在或多或少的热应力变形和开裂倾向； 1．4．2 A缸的轴封温度低，使蒸汽凝结而成的水汽增加，加剧了水汽对轴封体的腐蚀，同时可能导致汽轮机进水，产生水击。 1．4．3 A缸温度偏低时，使轴封母管及疏水管路冷凝水流量偏大，疏水管长期运行在汽液两相当中，极易造成冲刷磨损，极端情况下会造成管道破裂而停机。 二、管道系统的优化改造 历年来对轴封系统管道的改造有以下几种： 2．1 怀疑轴封减温水喷嘴雾化效果不佳。解体后，用自来水雾化试验，自来水压力估计3.5bar左右，大多数时候发现雾化不良，解决措施：更换新的喷嘴。 2．2 怀疑疏水节流孔板堵塞或者孔径偏小。#1机，将节流孔板直接更换成一只调节阀了；其它机组由Φ4mm扩至Φ10mm。割管检查时并无发现堵塞现象。 2．3 怀疑疏水管路管径偏小。在#4机大修中，由Φ32*3.5更换成了Φ38*3.5；其它机组没有改动。 2．4 怀疑轴封母管进入低压缸滤网前的疏水袋太短，会积水。原来长度300mm，加长至1500mm。 2．5 怀疑测温点位置不正确。#1~#4机中，全部测温点移位至滤网后进轴封前的管路中。 2．6 怀疑喷水减温调节阀内漏。检查该调节阀及前、后和旁路阀，没有发现明显内漏迹象。 2．7 怀疑减温水喷嘴安装位置不佳。改进措施：移位安装，使其后管道直管段尽可能长。 经过以上努力，问题并没有改善。但是达成了 以下几点关键要求：①测温点的位置尽量靠近轴封体，并与减温水喷嘴保持在13米以上；②在喷嘴后的2.5米的直管段上开一路疏水管道，加强管道的疏水能力；③检查滤网等容易存水的部位，消除管道积滞存水。 三、蒸汽热力分析 分析对象：按介质流向，从低压缸轴封减温水喷嘴前的蒸汽管道、减温水管道及阀门至大机轴封回汽管道、小机轴封回汽管道及低压