1000MW机组给水泵汽轮机轴封漏汽引起油质恶化的分析及治理

1000MW机组给水泵汽轮机轴封漏汽引起油质恶化的分析及治理

(浙江浙能中煤舟山煤电有限责任公司浙江舟山316100)

摘要:浙能六横电厂给水泵汽轮机为东方汽轮机厂生产的单缸、单流、冲动式、凝器式、外切换汽上排汽布置轮机,每台机组配置两台50%BMCR容量给水泵汽轮机组,投产以来频繁发生轴封漏汽引起油质恶化事件,通过增加气阻式油档,该问题得到很高的解决。

关键词:上排汽给水泵汽轮机轴封漏汽油质恶化气阻式密封

1、1000MW上排汽给水泵汽轮机特点

浙能六横电厂给水泵汽轮机为东方汽轮机厂生产的单缸、单流、冲动式、凝器式、外切换汽上排汽布置轮机,每台机组配置两台50%BMCR容量的MDG455给水泵,分别由G22-1.0-1型给水泵汽轮机(小机)拖动。两台给水泵汽轮机分别设在汽机房除氧间0m层正2.3m的隔振平台上,小机与给水泵中心线为3.666m,小机与汽泵前置泵同轴布置。两台小机排汽缸的排汽通过一根φ2800的排汽管分别接至双背压凝汽器▽9.9m的小机排汽接口。由于采用小机上排汽、汽动给水泵组同轴0m布置,有效提高了除氧器滑压运行暂态过程中的前置泵有效汽蚀余量,设计时相应降低了除氧器安装高度13m,减少了主厂房容积,节约投资。

2、上排汽给水泵汽轮机油质恶化问题排查

上排汽给水泵汽轮机调试运行以来,曾多次发生小机润滑油水份和颗粒度超标等油质恶化现象,直接影响机组的安全运行。油中带水和杂质会使油膜变薄,影响油膜形成,情况严重会烧瓦。

造成给水泵汽轮机润滑油进水的原因不外乎汽泵密封水回水不畅、小机轴端冒汽、小机润滑油冷油器泄漏、停机后缸内不正常起压/排汽缸减温水泄漏致汽缸满水及小机油箱负压不当等五大原因。六横电厂针对以上五大原因,对全厂两台机组的四台给水泵汽轮机依次排查,尤其对频繁水份和颗粒度频繁超标的#2A给水泵汽轮机进行了重点排查,经过研究分析发现引起给水泵汽轮机进水的原因主要是轴封漏汽引起。高温的轴封漏汽通过油档进入轴承箱,造成了给水泵汽轮机润滑油进水;同时高温的蒸汽把少量润滑油碳化,形成了黑色的碳化物杂质,形成油中的杂质,引起颗粒度超标。

3、轴封漏汽引起给水泵汽轮机油质恶化的治理

3.1G22-1.0-1型给水泵汽轮机轴封的结构特点

六横电厂给水泵汽轮机型号为G22-1.0-1,为单缸、单流、冲动式、凝器式、外切换汽上排汽布置轮机。其中#1、#2轴承油档装置采用梳齿迷宫结构,每组油档有2-4道铜板条镶嵌在油档体上,通过摩阻效应达到密封效果,并且结构上汽封与轴承油档间距不超过150mm。

3.2G22-1.0-1型给水泵汽轮机轴封冒汽的原因分析

首先由于厂家发货时往往考虑小机变工况调速性能需要,将径向汽封间隙调整至下限,同类型的电厂检修解体测得间隙为0.8mm(标准值0.20mm~0.45mm),容易导致轴封漏汽量大,容易从轴端冒汽。

另外一个导致给水泵汽轮机前/后轴封同时冒汽的重要原因是上排汽给水泵汽轮机轴封汽回汽管容易积水特性。由于给水泵汽轮机汽封是五段迷宫式汽封块二腔室结构,由于回汽接至主机轴封回汽母管,回汽腔室在启动和运行时一般是4kPa~5kPa的微负压状态,作用是防止前轴封冒汽和排汽缸进空气。回汽腔吸入的空气与前/后轴封漏入回汽腔少量蒸汽的汽气混合物温度小于97℃(正常运行80℃左右),回汽开始带水,因小机排汽缸真空一般是稳定的,来自后轴封漏入回汽管的蒸汽量和回汽腔吸入的空气的汽气混合物温度较前轴封回汽管汽气混合物温度还要低,所以小机轴封回汽管无论何种工况是连续稳定地产生疏水的,上排汽布置方式决定了小机轴封管道自然疏水条件的极端恶劣,此时发生回汽管道疏水节流孔板堵塞,则小机前/后轴封漏汽全面受阻,立即发生前/后轴封同时严重冒汽现象。国内同型小机布置方式的同类型电厂也深受其苦。

3.3上排汽给水泵汽轮机轴封漏汽引起油质恶化的应对策略

通过上述分析,由于结构特性引起的轴封漏汽即使更新的轴封,采用最为先进的轴封以及安装工艺,也无法保证轴封漏汽不在出现及不再影响给水泵汽轮机油质。那么如何解决这个问题呢,通过研究分析决定增加气阻式油档加以解决。

气阻式油档为在油档体与外齿形成圆周方向均压室和渐缩式喷嘴。通过引入仪用压缩空气入均压室后,经过渐缩喷嘴加速,形成强劲气流阻止轴封漏汽进入,形成气密封油档阻止轴封漏汽漏入。在内环及油档体下部设有回油孔便于油的疏散。压缩空气用阀门调节,控制压力0.1-0.3MPa,输气管道可采用DN10不锈钢管,最大用气量约为0.15-0.3m3/min,为保证管道内壁洁净,同时配一套空气干燥过滤装置,使仪用空气保持洁净、干燥。

图气阻式油档示意图

4、增加气阻式油档后效果

六横电厂通过对给水泵汽轮机#1瓦后和#2瓦前增加气阻式油档后,很好的解决了防止油中带水和油中带杂质问题。因为利用仪用空气引入油档,在油档中形成气阻,气阻不但可以防止油档漏油,还可以防止由于轴封漏汽漏出的高温蒸汽进入油档,从而杜绝了高温蒸汽与给水泵汽轮机润滑油的接触,既防止了油中进水,也防止了给水泵汽轮机润滑油因接触高温蒸汽部分碳化而产生颗粒度的问题。从给水泵汽轮机增加气阻式油档以来,基本上在正常运行过程中没有再发生给水泵汽轮机油中进水和颗粒度超标问题,该问题得到了很好的解决。

参考文献

[1]曾贤,给水泵汽轮机油中带水原因分析及对策[J],电力安全技术,2001,(3):39.

[2]陈松杰,给水泵汽轮机油中带水原因分析及处理,能源与环境,2012,(1):40.

[3]陈跃明,600MW机组给水泵小汽轮机润滑油进水原因分析及处理,上海电力学院学报,2009,(8),4.

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