李儒乐

摘 要：本文以1000MW汽轮机轴封为例，对其出现的故障进行总结分析，并针对存在的问题及时提出相应的改进措施，保障汽轮机轴封能够更好的运行。

关键词：1000MW汽轮机；轴封故障；自密封；真空下降

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.14.005

1 汽轮机轴封介绍

汽轮机的轴封可将其称之为轴端汽封，其最主要的作用表现为以下两方面，分别为：（1）对大气中的空气进行预防，防止其进入到低压缸，并经由其轴封端随之进入到轴端，最后深入到低压排汽缸内，使得凝汽器中的真空因此下降，从而致使循环热效率下降，使得真空泵的功耗因此迅速上升，与此同时，因低压缸排汽压力迅速上升，其会导致低压叶片的负荷因此加重，低压缸迅速振动，致使机组的运行安全性遭到威胁[1]。（2）可有效避免高中压汽缸中的蒸汽经由轴端迅速释放到大气中去，从而致使汽轮机油给周围的环境和进水造成污染。

1.1 汽轮机轴封系统

汽轮机的轴封系统还可将其细分为两个部分，分别为轴封回汽系统和汽轮机轴端密封系统。我公司所采用的1000MW汽轮机，其轴封系统在进行设计时，将其设计为正常运行时的汽轮机轴封，其主要通过自密封方式来实现供汽，简单来说，高中压缸轴端会对压力蒸汽进行迅速释放，并以此实现快速减温处理，同时为低压缸的轴端实施密封[2]。轴封回汽系统主要是将高压缸、中压缸以及低压缸轴端的最末端的汽气混合物实施回收，并经过轴封加热器收集处理之后，使得蒸汽快速凝结成水，并将其迅速回收到凝汽器中，在进行回汽的过程中，不凝结气体会经过轴加风机排放到大气中去，维持轴封系统的负压，也更好的保证了汽轮机轴端不会出现蒸汽泄漏。

1.2 汽轮机轴封系统主要设备的作用

轴封加热器主要是通过对轴封回汽热量进行合理利用，并能够实现对凝结水的加热，从而促使凝结水的温度升高，对汽轮发电机组的经济性进行提升，同时还能够将轴封回汽中的蒸汽凝结成水，做到回收工质并排放回凝汽器。轴加风机主要是将轴封加热器中不凝结的气体来实现快速排放，从而促使轴封回汽管道中以及轴封加热器中，会保持一定的负压，确保蒸汽不会出现泄漏问题。

2 设备概况

某公司所采用的汽轮机组型式为一次中间再热、超超临界、单轴、冲动式、双背压、四缸四排汽、凝汽式汽轮机。制造厂家为哈尔滨汽轮机厂，型号：N1030-25/600/600。锅炉型式为变压直流炉、超超临界参数、一次再热、单炉膛、平衡通风、固态排渣、全悬吊结构以及全钢架构。制造厂家为东方锅炉，型号为：DG3000/26.15-II1；发电机为三相交流隐极式同步发电机，制造厂为哈尔滨电机厂，型号为SN-1030-2-27型，水氢氢是其冷却方式，简单来说就是定子绕组水内冷，转子绕组氢内冷、定子铁芯、引线氢气轴向冷却。

3 汽轮机出现的问题

2016年3月2日14：20，2号机组停止运行进行检修，到4月11日2号机组完成检修之后重新启动运行，在启动过程中，发现A低压缸后轴封部位出现了非常明显的蒸汽外漏情况，蒸汽的泄漏始终无法得到有效消除，同时伴随着运行的推移，轴瓦振动的频率随之增大。4月11日13：10发生了机组轴瓦振动过大而跳机的情况。

4 问题原因分析

结合可能导致轴封系统出现漏汽的原因进行探讨，分别存在以下几种情况：

（1）在进行停机检修期间，对小机的轴封进行了供汽改造处理；

（2）轴端汽封有着非常大的密封间隙；

（3）低压缸轴封回汽管道存在明显的积水；

（4）轴封抽气系统出现出力不足；

（5）轴封供汽压力明显较高。

5 问题查找

结合上述可能引起轴封漏汽的主要原因对其进行排查。

（1）我公司所运用的高压、中压以及低压缸的轴封密封均属于迷宫式轴封和整体车制。A低压缸轴端汽封间隙值，具体见表1。

（2）2号机组在运行期间，出现了轴封汽蒸带水的情况，引起这种情况的主要原因是小機轴封供汽管在主机轴封供汽母管上的接口部位与喷水减温的部位太过于靠近，从而致使在进行减温的过程中，无法实现对轴封母管蒸汽的雾化，从而导致蒸汽中带水现象。为此，本次在对2号机组进行检修时，对小机轴封所供应的汽管中的主机轴封供汽母管上的接口部位进行了一定的后移处理，接口向后移动了10m，通过这种方式，实现了对减温水无法雾化开问题的有效解决。

通过改造之后，再次启动机组并网运行期间，发现小机轴封部位向外部漏汽漏水的情况得到了显著改善，而针对轴封汽中带水的情况也因此随之消失，通过改造后取得了非常显著的成效。但在对2号机组实施运行期间，其A低压缸后轴封部位经常出现向外部迅速漏汽的问题，引起漏汽的主要原因，可能是由于小机轴封经过改造处理之后所导致的，为此，在后期的处理中，将小机轴封系统进行了重新调整，使其恢复到了原本的位置。

（3）与运行人员进行联系，对轴封供汽压力进行调低处理，使得轴封供汽母管的压力能够控制在27.5KPa左右，在通过对压力调节阀的自动方式投入之后，将轴封溢流调节阀门调整为自动状态，并对阀门动作的正常情况进行确认。

（4）针对可能导致低压缸轴封回汽管道出现积水问题的原因进行分析后，根据维护人员进行的汇报，并针对低压缸后轴封回汽管道各种疏水下部管道的检查，最后明确发生泄漏的具体原因是2号机组的6号轴封回汽疏水管道出现了非常严重的堵塞情况。

（5）针对轴加风机出力不均匀的情况，其会致使轴封加热器中无法对不凝结的气体进行排放，同时也还可能致使汽轮机轴端蒸汽出现非常明显的泄露问题[3]。对于可能因轴加风机引起该问题的原因分析，与维护以及运行人员进行联系，并对相关设备进行及时的检查，针对轴加风机的转速、进出口门以及漏风等问题进行检查处理。经过多方面的测试和检查得出，确认轴加风机处于正常运转状态。

6 总结分析

结合上述可能导致轴封漏汽的各方面问题进行汇总和排查，最终对导致此次轴封漏汽的原因进行了查明，主要是2号机组A低压缸轴封回汽管道疏水管道出现较为严重堵塞的现象所致，堵塞使得大量积水汇聚在轴封回汽管中无法及时排出，从而造成A低压缸后轴封回汽管道的最低部位至轴封回汽母管之间高达3米的管道内均蓄满了水，形成了一个非常高的水柱，这就使得A低压缸后轴封回汽无法顺利通过轴封回汽管道，轴封系统无法正常运行，从而导致蒸汽出现外漏现象。

当蒸汽发生外漏时，因外漏的蒸汽其本身的温度能达到200℃以上，对A低压外缸尾部以及6号轴承座进行强烈加热，致使A低压外缸尾部由于热应力的作用而出现了严重变形，6号轴承座因热力的影响出现了明显的抬高情況，2号机轴系标高出现了非常明显的改变，2号机汽缸中动静部件相互进行碰撞摩擦，从而致使轴承由于较大的振动而发生大跳机情况。当输水管道出现堵塞时，通过对其实施疏通处理后，再次启动运行之后，轴封系统一切正常，各轴承振动超标以及漏汽问题都得到了有效解决，这充分表明2号机组疏水管出现堵塞，是引起本次事故最主要的原因，而轴封部位向外发生漏汽以及轴承振动超标引起跳机，均是由于疏水管堵塞所导致的问题。

7 改进方案

（1）对汽轮机所有的管道可能出现积水的管道进行排查，及时对疏水管堵塞问题进行改善，加强正常运行时对设备的检查，定时对轴封系统的阀门进行校验，保证阀门的自动逻辑和调整良好。正常运行时，保证高低压段轴封温度正常，避免出现温度大幅波动，影响轴封密封性能。

（2）对疏水罐底部竖直段疏水管的规格进行改变，并为其配置一个专门用于排污的排污门，以便能够对疏水管是否有堵塞现象进行处理，从而更好的实现对杂物的有效排除。

参考文献：

[1]杨彪，杨博.1000MW燃煤机组引风机汽轮机真空偏低原因分析及改进[J].发电设备，2017（02）：127-131，136.

[2]薛江涛，张耀华，马运翔等.1000MW二次再热汽轮机轴封系统问题分析及对策[J].中国电力，2017（01）：101-104，110.

[3]何金根.西门子超超临界1000MW汽轮机液压盘车故障分析及处理[J].中国高新技术企业，2012（28）：69-72.