600MW機組軸加風機堵轉分析及處理

劉建彬

（福建省鴻山熱電有限責任公司，石獅 362712）

福建省鴻山熱電有限責任公司汽輪機為東方汽輪機廠引進日立技術生產制造的超臨界抽凝供熱汽輪機，型號為：C600/476-24.2/1.0/566/566。汽輪機軸封系統采用高低齒曲徑式汽封多齒汽封，其中，葉頂汽封采用兩個高齒和兩個低齒，形成迷宮效果以減小葉頂漏汽。同時，考慮到汽缸熱變形主要在垂直方向，橢圓汽封在上下方向的間隙較大，而兩側間隙相對較小，軸端汽封則采用自密封形式的軸封系統。軸封蒸汽系統共三路汽源，分別為輔汽、冷再、主汽。機組啟動初期及負荷低于360MW額定出力工況下，輔汽為軸封提供汽源，負荷大于360MW額定負荷，軸封系統則可實現自密封。

機組軸封系統主要由以下設備組成：軸封加熱器、蒸汽過濾器、安全閥、低壓軸封噴水減溫器和軸加風機。

1 異常工況

正常運行軸加風機一運一備，并維持軸封加熱器負壓在-8kPa左右。為保證設備的可靠備用，我廠每月3日進行軸加風機切換，切換過程中卻出現多次軸加風機啟動失敗的事件。它們存在一定的共性，大多情況下，由于風機電源開關發“堵轉”報警，通過開關綜保查詢，風機電流確有明顯升高并達到保護動作值。同樣的現象目前已出現數起，具體如下。

1.1 2013年1月3日#1機軸加風機切換

1B切換至1A運行時，1A軸加風機跳閘，1A軸加風機電機380V開關發現“堵轉保護”動作。聯系設備部電氣專業、汽機專業檢查處理。設備部電氣專業回復：#1機1A軸加風機測量電氣絕緣及直流電阻均正常，綜保裝置也無問題，手盤電機也無卡澀。應電氣專業要求配合其再次啟動1A軸加風機，依然7s后即跳閘。觀察1A軸加風機啟動過程中軸加負壓無變化，懷疑為出口逆止門未開啟。

1.2 2016年4月3日#2機軸加風機切換

2B軸加風機切至2A軸加風機運行，2A軸加風機啟動后隨即跳閘，開關柜報“堵轉報警”。通知汽機專業就地手動盤車正常，懷疑出口逆止門卡澀，通知汽機檢修檢查。通過后期對軸加風機出口逆止門解體，確認出口逆止門動作正常，并無明顯卡澀跡象。

1.3 2016年7月3日#2機軸加風機切換

2A軸加風機切至2B軸加風機，啟動2B軸加風機后即跳閘，觀察軸加負壓無變化。2B軸加風機開關綜保顯示“堵轉保護動作”。14:35應設備維護部要求啟動2B軸加風機后再次跳閘，綜保顯示“堵轉保護動作”。檢修手動盤風機、電機轉子均無卡澀，逆止門解體后檢查動作靈活。

#1、#2機組均出現軸加風機啟動后即發“堵轉”報警，軸加風機均無法處于正常備用狀態，若機組正常運行過程中，軸加風機跳閘而備用風機無法聯啟將導致軸加風機出現全停的工況，此工況下軸加內部負壓消失，軸封回汽阻力相應增加，造成回汽量同步減少。回汽較少造成軸加水位降低，極有可能破壞軸加水封，從而影響主機真空，真空每下降1kPa，機組煤耗將增加近2.4g/（kW·h），嚴重影響機組的經濟性。同時，軸封回汽不暢將導致軸端冒汽嚴重，蒸汽通過軸瓦間隙進入主機潤滑油系統，造成油質劣化，進一步影響機組安全。

因此，保證軸加風機的安全穩定運行尤為重要，故針對上述異常事件，結合機組實際運行環境進行分析。

2 原因分析

機械負載卡澀，啟動時電機負載過大，啟動電流長時間未返回，造成熱繼電器跳閘；電氣開關保護定值設定錯誤，引起誤動作；電機軸承損壞或轉子卡澀；風機出口逆止門卡澀；備用風機內部積水嚴重，無法順利排盡，導致啟動電流過大，從而觸發“堵轉”保護動作。

我廠地處東南沿海，空氣濕度較大，加上軸封系統中的汽-氣混合物在備用軸加風機腔室內積聚，備用軸加風機極易出現積水現象。綜合以上幾起異常運行事件，再根據后續的檢修工作排查及堵轉原因分析，基本可以排除機械卡澀、保護定值錯誤等原因。

圖1 軸加風機局部系統

如圖1所示，正常時運行軸加風機本體放水門（2、3號）處于關閉位置，出口母管放水門（104號）處于開啟位置。備用軸加風機本體放水門（14、15號）處于開啟位置，但由于正常運行時備用軸加風機入口手動門（11號）處于開啟狀態，備用軸加風機入口與軸加汽側負壓基本一致。雖然備用風機本體放水門保持開啟，但疏水處于負壓的工作狀態，不僅內部積水無法正常排出，同時大量吸入濕度大的空氣，進一步加劇了積水的程度。因此，推斷風機啟動瞬間，風機內部有積水存在，導致風機變水泵運行，造成風機瞬間過載而發出“堵轉”報警。

3 改進措施

針對以上異常工況，人們可以采取以下應對措施。一是在軸加風機進、出口管道上增加汽水分離器，有效防止進入軸加風機的蒸汽帶水；二是使用活動性更為靈活的逆止門，或者將軸加風機出口管道由現在同一根母管改造為一臺軸加風機對應一根母管，從而克服系統阻力，方便出口逆止門開啟；三是使用葉輪強度高、高速運轉不變形、體積小和結構緊湊的立式高效軸加風機；四是每次切換啟動之前關閉其入口手動門，開啟該風機入口及本體的排污門進行放水，以免其變水泵運行而過流，并增設每個夜班對備用軸加風機采取關閉備用風機入口門的方式進行定期排污，從而提高設備的備用可靠性。

4 結語

通過進行備用軸加風機的手動排污，后期#1、#2機組備用軸加風機切換過程中均未出現過載及堵轉異常。運行方式的調整與操作方式的變更，保證了軸封系統的安全運行，為機組安全經濟運行提供了保證。