上汽 1000MW超超临界汽轮机汽封及门杆漏汽改造

上汽 1000MW超超临界汽轮机汽封及门杆漏汽改造

彭帮明

陕西能源赵石畔煤电有限公司 陕西榆林 719100

摘要：汽轮机汽封及门杆漏汽是汽轮机结构造成的一种漏汽损失，其泄漏量及漏汽的回收，不仅关系汽轮机的经济运行，也关系机组的安全运行。本文详细介绍某电厂上汽1000MW超超临界汽轮机轴封及门杆漏汽改造，有效的解决了机组运行过程中轴封母管压力频繁波动、阀门门杆密封外漏影响现场环境、阀门门杆密封内漏影响机组背压的问题，具有借鉴及推广意义。

关键词：超超临界汽轮机、门杆漏汽、中压联通管、机组背压

1 前言

某电厂2×1000 MW超超临界间接空冷燃煤项目，汽轮机为上海汽轮机厂提供，型号为NJK1000-28/600/620（上汽厂内型号C192），汽轮机不设调节级，采用全周进汽、滑压运行的方式（30%至满负荷）。配置两个高压主汽联合汽阀、两个中压主汽联合汽阀及一个补汽阀。

高压主汽联合汽阀位于高压缸两侧，在水平位置与高压缸用螺栓连接；两个中压主汽联合汽阀位于中压缸两侧，在水平中心位置与中压缸用法兰连接。高压主汽阀、中压主汽阀阀壳内均装有永久滤网以过滤蒸汽中杂质。补汽阀悬吊于高压缸下，双进、双出、四通，分别从左、右高压主汽阀、高压调节汽阀之间抽汽，补入高压缸第5级后，在高压调节汽阀完全开启后，控制额外蒸汽进入高压缸以使汽轮机在额定功率外再增加一部分输出功率，用于响应机组一次调频。

2 汽封系统简介

轴封系统为自密封系统，其压力和温度是自动控制的，为满足机组在低负荷下轴端密封的需要，另从辅汽联箱引接一路汽源，经过减温减压装置后，送至轴封控制站前。因机组在高负荷下形成自密封，轴封控制站不再向轴封母管供给密封蒸汽，轴封控制站前蒸汽温度逐渐降低。若机组在高负荷下突然甩负荷，汽轮机不具备形成自密封条件，为防止轴封控制站前冷蒸汽进入轴封母管，导致汽轮机转子抱死，在轴封控制站前设置一电加热装置。正常运行时，电加热装置能自动控制轴封控制站前蒸汽温度保持在280～320℃。轴封系统还设有溢流泄压装置，可以保证汽轮机高负荷下，高压轴封漏汽量较大时，仍维持轴封母管压力在3.5KPa附近：。

3 轴封回汽及门杆漏汽回收利用

为减少轴封及门杆漏汽损失，提高机组效率，设计将高、中、低压缸轴封外部腔室漏汽引入轴封加热器，用于加热凝结水；将高压主汽阀门杆漏汽、高压调节阀门杆漏汽、补汽阀门杆漏汽及高压缸轴端汽封内部腔室漏汽引接至中压联通管，然后进入中压缸继续做功，将高压缸U型密封环漏汽、高压缸密封环漏汽、中压主汽阀门杆漏汽、中压调节阀门杆漏汽引接至凝汽器疏水扩容器。

4 运行中存在的与汽封及门杆漏汽有关的问题

机组自投运以来出现以下问题：

#1机组高压调节阀门杆处，在高负荷下有一定量的蒸汽沿高压调节阀门杆外漏至空气中，一方面影响现场环境，另一方面外漏的蒸汽飘至阀门控制油管路，引起控制油管路管路温度升高，有导致控制油加速变质风险（泄漏点如图一所示）。

图一:高调门门杆漏汽处

#1机组背压超过设计值，真空严密试验长期不合格，使用氦气检漏法，查找凝汽器负压系统漏点，发现在中压主汽阀、中压调节汽阀处有大量空气漏入凝汽器，是导致机组真空严密性试验不合格的直接原因。

#2机组背压超过设定值，真空严密试验长期不合格，使用氦气检漏法，查找凝汽器负压系统漏点发现，在左侧高调门处有大量空气漏入凝汽器，怀疑高压缸U型密封环漏汽至凝汽器管道上有裂纹出现（该处保温与汽轮机高压缸缸体保温连在一体，缸体温度较高不具备拆保温查看条件）。

机组正常运行时多次发现轴封压力大幅波动，稳定机组负荷，并将轴封进汽调门、轴封溢流调门解自动后，压力波动仍不消失。

5 改造内容

将高压主汽阀门杆漏汽、高压调节汽阀门杆漏汽管道由中压联通管道改至轴封溢流站前（该处压力较中压联通管道低），增大门杆漏汽回汽量，防止蒸汽外漏，如图二所示：

图二：改造后的门杆漏汽管道

将中压主汽阀、中压调节汽阀门杆漏汽管道由凝汽器改至轴封溢流站前（该处压力较凝汽器压力高），减小门杆漏汽回汽量，防止空气内漏，如图四所示。

利用机组短暂停运机会，在高压缸U型密封环漏汽至凝汽器管道上增加一手动门，调节手动门开度，在该管道内形成正压环境，防止外界空气沿着管道裂纹进入凝汽器。

取消轴封压力取样管与轴封母管连接处的直管段，改为倾斜管段，当取样管内出现积水时，能在重力作用下自动排出，从而保证压力测量值的准确性，如图三所示：

图三：轴封压力取样管与轴封母管管道

6 改造效果及结论

自轴封改造项目完成以后，经历近一年的的运行考验，现场未再次发生，门杆漏汽泄漏至空气中现象，也未再次发生轴封母管压力波动现象，充分验证了改造效果，有效的保证了机组运行安全。

利用机组高负荷机会对#1机组进行真空严密性试验（真空严密性试验要求机组带80％以上额定负荷），真空下降速度由原来的A凝汽器815Pa/min、B凝汽器350Pa/min，变为A凝汽器45Pa/min、B凝汽器42Pa/min，真空严密性均达到优秀标准。（湿冷机组真空严密试验优秀标准值为：133Pa/min）

利用机组高负荷对#2机组进行真空严密性试验，真空下降速度由原来的A凝汽器910Pa/min、B凝汽器82Pa/min，变为A凝汽器55Pa/min、B凝汽器45Pa/min，真空严密性均达到优秀标准。

参考文献：

上汽电气集团股份有限公司.NJK1000-28/600/620型1000MW超超临界汽轮机运行维护说明[R].上海：上汽电气集团股份有限公司，2016。

DL∕T 863-2016 汽轮机启动调试导则[S].中华人民共和国电力行业标准，备案号:56222-2016