軸封蒸汽電加熱器在國產聯合循環汽機輔助系統配置中的作用

田甜

摘要：本文針對軸封蒸汽電加熱器的應用要求展開分析，結合軸封蒸汽電加熱器的應用價值，內容包括確保供汽溫度、維持供汽流量、維持內外溫差、延長設備壽命等，通過研究軸封蒸汽電加熱器應用時的常見問題及處理方法，有助于優化聯合循環汽機工作環境，實現延長聯合循環汽機的使用壽命的目的。

關鍵詞：軸封蒸汽電加熱器;聯合循環汽機;供汽流量

1軸封蒸汽電加熱器的應用要求

汽輪機制造廠家對進入汽機軸封內的蒸汽提出了以下要求：①保持14℃以上的過熱度;②供汽壓力0.023～ 0.027MPa（g）;③高壓軸封供汽溫度與汽機高壓內缸內壁金屬溫度相差不超過±110℃;④低壓軸封供汽溫度下限為121℃ ，上限為176℃;⑤高壓內缸內壁金屬溫度與高壓軸封供汽溫度的溫差控制在±110℃范圍內，以確保機組啟停10000次（即機組每天啟停可使用30年）。

2軸封蒸汽電加熱器的應用價值

2.1確保供汽溫度

軸封蒸汽電加熱器在工作期間，具有提升供汽溫度穩定性的作用。具體體現在以下幾方面：第一，為了維持系統工作狀態的穩定性，需要將系統內外溫差控制在110-121℃之間，而軸封蒸汽電加熱器的使用，可以維持高溫蒸汽供給的充足性，使系統內外溫差維持在合理范圍。第二，不同于傳統輔助系統中使用到的加熱器，軸封蒸汽電加熱器的使用可以在較短時間內，供給滿足溫度要求的蒸汽，這樣也可以縮減系統啟動時的溫差，減少了供溫不穩定情況的發生幾率，從而提高了系統工作狀態的穩定性與安全性。

2.2維持供汽流量

軸封蒸汽電加熱器在工作期間，具有維持供汽流量安全性的作用。具體體現在以下幾方面：第一，為了維持系統工作狀態的穩定性，需要將系統供給流量維持在動態平衡狀態，軸封蒸汽電加熱器的使用，可以維持高溫蒸汽供給過程的充足性，與智能化控制系統配合使用，也可以對供汽流量進行動態調整，使系統內外壓力差維持在合理范圍。第二，不同于傳統輔助系統中使用到的加熱器，軸封蒸汽電加熱器在應用中，可以借助密封環境快速完成加熱工作，這樣也可以在較短時間內，供給滿足流量要求的蒸汽，這樣同樣可以維持供汽流量過程的穩定性，確保輔助系統工作狀態的穩定性。

2.3維持內外溫差

軸封蒸汽電加熱器在工作期間，具有維持內外溫差穩定性的作用。具體體現在以下幾方面：第一，在上文中已經提到，為了維持系統工作狀態的穩定性，需要將系統內外溫差控制在110-121℃之間，如果超出此溫差范圍，也將影響到系統工作狀態的安全性。軸封蒸汽電加熱器的使用，可以維持供汽溫度、供汽流量的可靠性，從而降低系統運行隱患的發生幾率。第二，不同于傳統輔助系統中使用到的加熱器，軸封蒸汽電加熱器在應用中，會動態調節溫度水蒸汽溫度、供給流量，在維持系統運行安全性的同時，可以減少額外資源的損耗，從而提高系統運行狀態的經濟性。

2.4延長設備壽命

軸封蒸汽電加熱器在工作期間，還具有延長設備使用壽命的作用。在汽輪機缸體溫度超過150℃之后，此時也需要對啟機進行抽真空處理，在此之前也需要向其中先送入合格質量的軸封蒸汽，以避免冷空氣進入，造成轉子和汽缸產生局部熱應力和變形。而軸封蒸汽電加熱器在應用中，可以在短時間內產生足夠量的蒸汽，從而維持汽機轉子運行環境的穩定性，減少溫差因素帶來的負面影響，以延長系統運行過程的使用壽命[1]。

3軸封蒸汽電加熱器應用時的常見問題及處理方法

3.1常見問題

基于以往應用經驗可以了解到，在軸封蒸汽電加熱器應用時存在溫差過大的問題，問題具體原因如下：第一，在燃機啟動前，無補燃的鍋爐并不具備升溫的條件，這也使得鍋爐啟動時其初溫不滿足燃機工作要求，影響到系統的保溫保壓效果。而軸封蒸汽的主要來源為鍋爐主蒸汽，如果鍋爐還未升溫，那么此時軸封供汽溫度只能接近鍋爐溫度，但是無法滿足溫差要求，從而影響到燃機工作狀態的安全性[2]。第二，在鍋爐啟動前，其提供的蒸汽溫度與汽機軸封供汽溫度存在較大偏差，那么此時在較大溫差影響下，也使得系統存在變形隱患，成為限制聯合循環系統快速啟動的重要因素。

3.2處理方法

在對此問題進行處理時，可以采用的方法如下：第一，外接輔助汽源，在輔助汽源的選擇中，需要優選具備穩定啟動性能的高溫蒸汽源，同時也需要考慮到管道敷設參數以及運行操作參數，確保所選輔助汽源工作過程的可行性。另外，在對輔助汽源的選擇中，也需要考慮其對于原系統的影響性，如果正面影響小于負面影響，則不考慮引入。第二，現有系統中增加加熱設備，從目前的使用情況來看，可以附加的加熱裝置有小鍋爐和電加熱器兩種選擇，前者在應用中需要額外增加安裝場地，會增加系統運行負擔，一般情況下不考慮引入;后者則具備了占地面積小、安裝過程便利、系統運行簡單等優勢，因此可以選擇電加熱器來作為輔助設備，以滿足系統穩定運行的相關要求[3]。

3.3運行效果

選擇電加熱器作為輔助設備后，其帶來了以下運行效果：第一，在系統每日的啟動中，輔助設施的應用可以維持蒸汽溫度的穩定性，這樣也使得汽輪機轉子處于穩定的工作環境，使得其使用壽命得到有效延長。第二，軸封電加熱器的順利應用，也可以有效縮減鍋爐冷態而汽機處于溫熱態工況時的聯合循環啟動時間。在鍋爐冷態啟動期間，在加熱器的輔助下，可以讓鍋爐在短時間內產生一定量的蒸汽，此類蒸汽通入到系統中后可以快速提高系統升溫速度，升溫率可從最初的3℃/min增加到10℃/min，從而縮減了系統啟動時間，提高其帶來的經濟效益[4]。

結束語

綜上所述，在國產聯合循環汽機輔助系統運行期間，軸封蒸汽電加熱器具備良好的應用價值，基于其作用并結合系統運行時存在問題，提出相應的優化策略，對于提高系統工作狀態穩定性，延長系統使用壽命有著積極地意義。

參考文獻

[1]王戰鋒，田寧.超超臨界660MW機組軸封蒸汽電加熱器故障引起汽輪機振動大分析處理[J].電子制作，2019（18）：94-95+93.

[2]楊聯聯.600MW級機組軸封蒸汽電加熱器典型故障案例及原因分析[J].通訊世界，2019，26（01）：170-171.