軸加風機疏水系統改造

孟禮

江蘇闞山發電有限公司 江蘇徐州 221000

1 設備概況

江蘇闞山發電有限公司汽輪機為哈爾濱汽輪機廠引進的日本三菱技術制造的超超臨界凝汽式汽輪機，型號：CCLN600-25/600/600。機組軸封系統主要由以下設備組成：軸封加熱器、安全閥、軸封供氣濾網、軸封母管溢流裝置、低壓軸封噴水減溫裝置和軸加風機。

軸封加熱器主要收集汽輪機及小機的軸封漏汽和低壓門桿漏汽，手機的漏、蒸汽被主凝結水冷凝后經水封進入凝汽器，而不凝結的氣體則由軸加風機排至大氣，維持了軸封加熱器汽側的真空[1]。

2 軸加風機異常工況

每臺機組正常運行時，軸加風機投運方式為一用一備，維持軸封加熱器汽側負壓在-9kPa左右。為保證備用設備的可靠性，我廠每月對軸加風機進行定期切換，然而切換過程中卻多次出現軸加風機啟動報警的狀況，同時風機電機也發生運行期間過負荷燒損的事件。多數情況下，通過查詢軸加風機電源開關綜合保護裝置，風機電流發生升高并達到保護的動作值，同時可以從風機殼體內排除部分積水[2]。

2017年3月28日，#1機1A軸加風機定期切換至1B風機運行時，1B風機發生跳閘，檢查1B軸加風機380V開關柜綜保裝置顯示“堵轉保護”動作。運行人員聯系設備部汽機專業、電氣專業檢查處理。電氣專業測量1B軸加風機絕緣值合格，綜保裝置無故障，就地手盤電機也無卡澀現象。運行人員再次啟動1B軸加風機后依然發生保護動作跳閘。汽機專業就地開啟軸加風機殼體排水孔，排出約300ml積水后，重啟風機恢復正常。

2017年11月25日，#2機2B軸加風機運行時發生跳閘，2A軸加風機聯起啟，開關柜報“過負荷”報警。通知汽機專業就地對殼體疏水，重新啟動后仍無法運行，電氣專業檢查發現軸加風機電機燒損，緊急搶修2B軸加風機使其恢復到備用狀態。

2018年1月20日，#2機2A軸加風機定期切換至2B風機，2B啟動后立即跳閘。2B軸加風機開關柜綜保裝置顯示“堵轉保護”動作。汽機專業排出風機殼體約250ml積水，2B軸加風機切換正常。

#1、#2機組運行中均出現軸加風機故障，軸加風機不能保證正常運行或備用。若機組在正常運行過程中，運行的軸加風機發生跳閘而備用風機不能聯啟，造成軸加風機全部退出，此情況下軸封加熱器內部負壓消失，軸封回汽阻力增加，回汽量減少，影響機組凝結水加熱，熱效率降低。而回汽變少導致軸封加熱器水位降低，極有可能破壞軸加水封，從而使主機真空嚴密性受到影響。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，軸封回汽不暢將引起汽輪機軸端漏汽擴大，主機軸承箱內部的負壓使得蒸汽通過外油擋間隙進入主機潤滑油，造成潤滑油水分超標，油質劣化，進一步影響機組安全[1]。

因此，軸加風機的安全穩定運行對汽輪機組尤為重要，故針對上述軸加風機殼體積水的情況，需制定相應的疏水方案進行及時處理。

3 軸加風機積水分析

軸加風機為離心式，與電機同心連接，垂直布置于軸封加熱器頂部。2臺軸加風機出口管經過逆止門和手動門后匯流至一根DN200的母管，引接至汽機房頂部排入大氣。母管全程無保溫和疏水，當機房溫度低于軸加風機排出蒸汽溫度時，蒸汽在管道內流動的過程中，熱量不斷地損失，使得部分蒸汽凝結為水[2]。隨著排汽的不斷凝結，在母管水平管段積水慢慢增加，運行軸加風機的逆止門開啟，從而凝結水回流至風機，造成風機過負荷跳閘或電機燒損。

軸加風機的出口手動門處于常開狀態，當備用軸加風機逆止門出現卡澀或密封不嚴，母管中排氣冷凝的水將會倒回入備用軸加風機大量積聚，軸加風機切換運行或聯啟時將會引起堵轉保護動作。

軸加風機排水孔位于風機下部，排水孔封堵采用直徑為20mm的螺絲栽入。日常維護須由運行人員通知汽機檢修對備用風機進行疏水，不利于運行人員及時的操作，風機殼體疏水存在一定的延時性。同時運行中的軸加風機檢修人員無法疏水，從而導致殼體中的凝結水積聚，軸加風機電機過載運轉。

4 軸加風機疏水系統改造

利用春節期間#2機組調停的機會，首先對其軸加風機疏水進行改造。

4.1 軸加風機出口母管加裝疏水管道

在軸加風機出口水平布置母管的中段底部開孔，排放出大量積水。為使母管排水暢通，在其底部開孔處引接排水管至地溝，確保該管段凝結水不間斷的及時排放，如圖1所示。

圖1 軸加風機母管疏水

4.2 軸加風機出口逆止門檢修

對2臺軸加風機出口逆止門解體，發現2A軸加風機出口逆止門卡澀，存在無法關閉的狀態，而2B風機逆止門則老化嚴重，閥瓣出現部分缺損情況。

將2A、2B軸加風機旋啟式逆止門更換碟式逆止門，保證其閥門完整和良好的密封性，同時閥門動作時具有更高的靈活性。

4.3 軸加風機殼體加裝疏水管道

將2臺軸加風機殼體排水孔堵絲取下，在排水孔分別引接一段DN20的排水管道和閥門（圖2所示1號門、2號門），2段管道出口置于就地接水漏斗中以便觀察排水量，漏斗中的水則疏至地溝。在疏水閥門前則分支一路接入軸加風機入口門前管路，此段管路上裝設手動球閥（圖2所示3號門、4號門）。

圖2 軸加風機殼體疏水示圖

停機和啟機期間，手動開啟1號門和2號門，關閉3號門和4號門，可以將軸加風機殼體內的積水放盡，以待遠方隨時啟動。

機組運行期間，手動關閉1號門和2號門，開啟3號門和4號門，運行軸加風機使其入口電動門前為負壓狀態，風機殼體內如果形成積水，將會從3號門或4號門回流入軸封加熱器，實現軸加風機自疏水，避免運行期間發生電機燒損或過負荷跳閘的故障。備用軸加風機即使出現出口逆止門不嚴而產生凝結水積聚的現象，也會由自疏水系統將積水排出，防止備用軸加風機發生“堵轉”報警，影響及時啟動。改造后現場如圖3。

5 改造效果

（1）#2機組改造投運后1個月，未出現異常狀況，并將#1機軸加風機進行相同改造。兩臺機組軸加風機正常運行，無任何故障報警出現，延長了風機及電機使用壽命，降低運行成本。

（2）大大簡化了運行人員的操作，保證時效性和及時性。減少檢修部門的人力分配和物料浪費，每年節省數萬元維護費用。

（3）保證機組的經濟穩定運行，軸加風機出力正常，減少異常耗電，有利于軸封回熱對凝結水系統的加熱，維持機組熱效率，同時避免軸封加熱器引起主機真空的降低而導致煤耗的增加，給機組帶來大量隱形的經濟效益。

（4）軸加風機整套疏水系統構造簡明，耗材極少，運行穩定可靠且故障率極低。

6 結論

軸加風機疏水系統改造后，#1、#2機組備用風機定期切換過程中均未出現異常報警，運行的風機也未出現過載跳閘和燒損的狀況。風機殼體及出口母管實現自疏水，軸加風機恢復正常出力，運行與操作方式優化，軸封系統的正常運行，都為機組的穩定提供了重要保障。

圖3 軸加風機殼體疏水