汽轮机轴封泄漏对轴承的影响及处理措施

引言

汽轮机汽缸和转子之间存在环形间隙,而汽轮机轴封主要用于减少环形间隙的蒸汽泄漏量。其工作原理是汽缸上安装的汽封体与转子形成环形汽室,泄漏蒸汽经过环形汽室时压力降低,其热力过程接近节流过程,由于存在多级环形汽室,每级之间形成压力差,从而减少了泄漏的蒸汽量。若环形间隙变大,环形汽室起不到降压作用,就会造成蒸汽大量泄漏,影响机组经济、安全地运行。汽封按用途可以分为轴端汽封、通流部分汽封和隔板汽封三大类,轴端汽封简称为轴封,设置在汽缸两端与大轴之间,在压力侧用以减少蒸汽外泄,在真空侧防止大气渗入以免破环真空。

1机组轴封基本结构

某电厂机组为亚临界330Mw机组,高、中压汽缸分缸,轴系支撑如图1所示。机组中压内缸轴封套内装有4组汽封环。中压外缸前端装有7组汽封环,分为3个腔室。发生泄漏的轴封位于中压缸3号轴瓦附近,机组中压缸前汽封处存在蒸汽大量泄漏的情况,其汽封采用高低齿汽封,如图2所示。由于蒸汽泄漏量大,致使中压缸前汽封相邻的3号轴瓦瓦温升高,机组相关运行参数如表1所示,通过对表中数据进行分析发现,在机组从挂闸启动到机组定速后,3号轴瓦温度正常(在70℃内）,机组并网后瓦温不断升高,在运行初期认为轴承的负荷分配出现问题,导致机组3号轴瓦瓦温偏高。在机组负荷不断升高的过程中,3号轴瓦温度不断升高,这与负荷分配的现象不符,查看现场3号轴瓦,中压缸前汽封存在明显漏气现象,且温度较高,不能靠近。经过长时间观察发现,中压缸前汽封泄漏量不断增大,这说明机组内部汽封间隙不断增大,造成机组蒸汽泄漏量增大。针对此现象,每日对机组的3号轴瓦油质进行多次检查,油质化验中明显含水量偏大,不利于机组的安全运行。

2汽封泄漏原因分析

由于机组处于运行状态,泄漏蒸汽温度高,现场不能进行近距离查看,说明环形间隙存在变大情况,轴封不能起到节流作用。为了避免漏汽量进一步增大,需对汽封情况进行初步了解和判断,经初步分析,轴封漏汽原因为轴封汽封齿磨损或轴封汽封弹簧失效,具体原因需机组停机后做进一步检查确认。

3处理措施

3.1临时处理措施

由于更换汽封需要在机组大修情况下进行揭缸处理,在没有大修的情况下,为了阻止泄漏蒸汽进入轴承,必须采取有效的应急方案。

由于泄漏蒸汽温度高,泄漏量偏大,工作人员不能近距离进行作业,因此工作人员只能现场架设大型吹风机进行现场吹扫。由于蒸汽泄漏量偏大,吹风机工作时,蒸汽被吹散到四周,影响轴瓦效果,并引起相邻瓦的轴瓦温度上升。

电厂相关人员为了避免进一步扩大影响范围,通过在中压缸前轴封与轴承箱之间架设隔热罩,防止轴承箱受到热辐射以及轴承箱进汽,虽起到一定效果,轴瓦温度没有继续升高,但此方法不能满足安全运行要求。

为了避免因为轴瓦温度高造成机组停机,经过多方面研究,由原来的吹扫改为抽吸方式,收到明显效果。

3.2揭缸处理措施

鉴于本次轴封泄漏量大且对机组的安全运行产生严重影响,要真正解决此问题,需要采取揭缸处理措施。检修人员需要准备汽轮机揭缸轴封检查所需的备品备件、材料以及工器具,在机组检修期间,汽轮机进行揭缸检查,彻底处理轴封漏汽问题,并对汽封进行严格检查,查明本次泄漏的具体原因,保证机组安全稳定地运行。

4结语

汽轮机轴封泄漏影响机组的安全经济运行,在轴封发生泄漏时,将对附近的轴瓦瓦温和转子振动产生影响,在机组没有揭缸处理的条件下,需采取临时措施,本文建议对泄漏蒸汽进行隔离,抽吸泄漏蒸汽,避免对轴瓦产生严重影响。当后续机组有检修机会再进行揭缸处理,彻底解决机组轴封泄漏问题。