200MW機組軸封系統優化運行

康慧軍

摘要：200MW東方汽輪機組軸封系統泄漏量普遍較大，軸封溢流開度大，軸封系統大部分多余蒸汽直接排向排汽裝置，造成冷源損失增大。文章所述軸封系統改造后，將軸封多余的蒸汽回收利用，極大地提高了機組的經濟性，降低了機組的冷源損失。改造后，機組各方面狀況均較好。

關鍵詞：軸封溢流；200MW東方汽輪機組；軸封系統；低壓加熱器；排汽裝置 文獻標識碼：A

中圖分類號：TK263 文章編號：1009-2374（2016）06-0027-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.06.014

1 簡介

云岡熱電200MW機組為東方汽輪機廠生產的CZK220/160-12.7/0.294/535/535型超高壓、一次中間再熱、3缸2排汽直接空冷供熱機組。在機組正常運行時，由高、中壓缸軸端汽封的漏汽經噴水減溫后作為低壓缸軸端汽封供汽的汽輪機汽封系統，多余漏汽經溢流站溢流至凝汽器。在機組啟動和低負荷運行階段，汽封供汽由外來蒸汽提供。該汽封系統從機組啟動到滿負荷運行，全過程均能按機組汽封供汽要求自動進行切換。該系統由軸端汽封的供汽、漏汽管路、主汽閥、調節閥的閥桿漏汽管路、主蒸汽站、輔助汽源供汽站、溢流站、減溫站及相關設備組成。本系統還設置一臺JQ-80-2型汽封加熱器及兩臺FZ-0.8-1400-1型軸封風機，用于抽出最后一段軸封腔室漏汽（或氣），并維持該腔室微負壓運行。

2 軸封系統布置分析

原軸封系統一漏進入#3高壓加熱器，軸封二漏進入除氧器，軸封三漏通過軸封回汽管道進入軸封加熱器將凝結水初步加熱升溫。軸封控制站多余蒸汽通過兩路回到排汽裝置，溢流通過溢流站進入排汽裝置，一路通過軸封控制站直通閥（DN200）進入排汽裝置，機組在正常運行中可以通過這兩個通道進行調整軸封壓力。東汽設計當負荷增至大約70%以上時機組建立自密封。但自基建開始運行，機組自密封建立均較早，機組在負荷達到200MW時軸封溢流調整門開度達到75%～96%，這使大量蒸汽未做功直接進入排汽裝置，增加了機組的冷源損失，降低了機組的經濟性。

3 系統運行參數及改造分析

原軸封系統設計存在不合理問題，從歷年華北電科院性能試驗數據可得，汽機額定負荷200MW，除氧器參數（壓力0.53MPa、溫度166℃），門桿漏汽溫度413℃、軸封漏汽溫度424℃，軸封二漏漏汽壓力0.56MPa、大氣壓力88.02kPa。汽機軸封二漏排至除氧器的壓差僅為0.56-0.53=0.03MPa，其壓差非常小，結合現場運行參數統計結果看，汽輪機前軸封漏汽排至除氧器的漏汽量是非常小的，甚至除氧器蒸汽倒反現象，軸封排汽管道流通不暢，導致軸封向外泄漏蒸汽量加大，造成蒸汽的損失，降低了機組的經濟性。同時，軸封漏汽量增大，會增大油中含水，給機組安全性帶來了隱患。考慮到機組運行期間軸封漏汽壓力在0.45～0.50MPa，溫度為424℃，#3低壓加熱器主要設計參數見表1：

五段抽汽設計壓力為0.473MPa，正常運行期間五段抽汽溫度為317℃，通過數據分析對比，軸封二漏蒸汽壓力與五段抽汽壓力基本相互匹配，所以，將軸封二漏起源由原供給除氧器，通過直徑219mm管道改接至#3低壓加熱器，同時在管路上加裝手動門以及逆止閥，兩路汽源混合。機組自基建以來軸封溢流量均較大，調門開度大，軸封大量蒸汽直接排入排汽裝置，這樣加大了機組的熱損失，致使蒸汽的利用率降低，影響機組的經濟性，所以對軸封溢流蒸汽引入#1低加進行做功，原軸封系統設計一路軸封控制站至排汽裝置直通管路，該路只有在軸封溢流無法調整時參與調解軸封壓力，所以運行期間不經常投運，在本次改造過程中，將軸封控制站至排汽裝置直通管路切割，從軸封溢流母管接直徑為￠273mm，同時加裝DN250的電動門至#1低壓加熱器七段抽汽進汽管處。軸封控制站整汽溫度在380℃～390℃之間，軸封壓力在0.02～0.03MPa之間進行調整，通過分析對比#1低壓加熱器性能設計參數（見表1）軸封系統壓力變化值可以滿足#1低壓加熱器設計要求，蒸汽壓力較7段抽汽壓力略高，蒸汽溫度較7段抽汽溫度高130℃～240℃，高品質軸封蒸汽與低溫7段抽汽混合升溫，進入低加，通過歷年運行參數分析，軸封蒸汽參與低加換熱，加熱器出水換熱溫差較改造前降低2℃～3℃，且主機各項運行參數均正常，沒有改變，負荷在150～155MW時，軸封溢流蒸汽引接入#1低壓加熱器后，改造后混合的蒸汽具有較高的過熱度，進入7號低加后需首先將過熱蒸汽冷卻到飽和狀態，而過熱蒸汽比容大，占用了較大的低加空間，使得7號低加凝結能力下降所至，改造后7段抽汽已經被完全排擠，因此，改造前后影響機組效率分為兩個方面：一方面是7號低加抽被完全排擠，返加汽機后增加了汽機的作功，提高了機組效率；另一方面是由于7號低加溫升下降，增加了6號低加抽汽量，降低了機組作功，使得機組效率下降。

4 軸封系統優化后的效果

軸封一漏管道自除氧器改接道#3低壓加熱器，緩解了軸封一漏排汽受阻不暢現象，減少了軸封蒸汽向外泄漏量，從而減少軸封外漏蒸汽進入軸承箱蒸汽量，降低油中含水，提高潤滑油油質，提高機組的安全性。為評估改造效果，我們調取了6號和7號低加改造前后200MW負荷時凝結水溫度等相關數據，具體數據如表2。

從表2數據可以看出：改造后低加凝結水溫升下降了5℃，分析原因是由于軸封溢流蒸汽溫度高，具有較高的過熱度，進入7號低加后需首先將過熱蒸汽冷卻到飽和狀態，而過熱蒸汽比容大，占用了較大的低加空間，使得7號低加凝結能力下降所至，改造后7段抽汽已經被完全排擠，因此，改造前后影響機組效率分為兩個方面：一方面是7號低加抽被完全排擠，返加汽機

后增加了汽機的作功，提高了機組效率；另一方面是由于7號低加溫升下降，增加了6號低加抽汽量，降低了機組作功，使得機組效率下降，兩部分對煤耗影響數值估算如下：

（1）7號低加對煤耗影響計算：

增加機組作功：

（2739.9-2513.0）×23813/3600=1500kW

影響發電煤耗降低：

1500/200000×325=2.43g/kWh

（2）6號低加對煤耗影響計算：

7號溫升不足造成6號低加多耗汽：

506338×7×4.1868/（2938.2-404.8）=5857.56kg/h

6號低加多耗汽減少機組做功：

（2739.9-2513.0）×5857.56/3600=369.19kW

6號低加多耗汽造成發電煤耗升高：

369.189/200000×325=0.600g/kWh

（3）綜合作用降低發電煤耗：

2.43-0.600=1.83g/kWh

5 結語

軸封系統的改造從整體效益上分析，改造是成功的，該項目改造投資費用低，極大限度地回收機組的冷源損失，提高了機組的經濟性，在同類型機組軸封泄漏量大的機組可以廣泛推廣。

參考文獻

[1] 云岡熱電機組2*200MW機組運行規程[S].

（責任編輯：周 瓊）