0 引言

轴封供汽系统作为热力发电厂汽轮机组的重要辅助系统，其主要功能是为汽轮机轴端汽封提供密封蒸汽，同时将各汽封的漏汽合理导入或抽出。汽轮机运转时，端部动静部位设有轴端汽封，以减少蒸汽泄漏和防止空气漏入。为防止漏汽以及利用漏汽的热量、减少系统的工质损失和热量损失，汽轮机均设有由轴端汽封及与之相连接的管道、阀门和附属设备组成的轴封供汽系统。轴封供汽系统漏汽量大或存在甩水现象，可直接导致机组工质和热损失增加，严重时可能导致机组振动增大，发生水冲击，威胁机组的安全运行。本文以内蒙古京泰发电有限责任公司300 MW汽轮机为例，对其运行中出现的甩水现象进行分析，为同类型问题处理提供参考。

1 设备概况

内蒙古京泰发电有限责任公司1号汽轮机为上海汽轮发电机厂有限公司生产的NZK300-16.67/ 538/538型亚临界、单轴双缸双排汽、一次中间再热、空冷凝汽式汽轮机。轴封供汽系统由高中压缸轴封、低压缸轴封供汽母管、轴封压力调节阀、低压缸轴封减温减压装置、轴封冷却器及相应的管道和疏水阀门组成（见图 1所示）。机组于2010-02-08投产。

在机组运行过程中，当实际负荷大于25%额定负荷时，高中压缸排汽压力达到密封条件后形成自密封（如图 2所示）。此时，蒸汽从高中压缸轴封的X腔室排出，通过高中压缸轴封管道和减温器到达低压缸轴封供汽管道，再流向低压缸轴封X腔室，防止空气渗入真空区。通过相邻轴封环的少量蒸汽进入Y腔室流向轴封冷却器。低压缸轴封供汽温度一般维持在121~176 ℃，以防止轴端汽封变形与汽轮机转子发生碰摩。

2 存在的问题

1号汽轮机组于2016年完成A修，启动运行后发现低压缸轴封供汽温度逐渐降低，对低压缸轴封供汽母管压力进行了调整，但轴封供汽温度未明显改善，直至发生低压缸轴端转子甩水现象。图 3为1号、2号汽轮机低压缸轴封供汽温度变化曲线，可以看出，1号机组逐渐下降至79 ℃，较2号机组明显偏低，且低于低压缸轴封供汽温度要求（温度超过177 ℃或低于121℃即报警）^[1]。

3 低压缸轴封供汽温度降低原因分析

低压缸轴封供汽温度降低的可能原因有：

（1）低压缸轴封供回汽管路分别设有疏水管道，疏水管道主管道采用直径6 mm的节流孔，旁路采用气动球阀或手动阀，如果节流孔堵塞使管道疏水不畅，造成轴封回汽管道长时间积水，则会导致低压缸轴封供汽温度低。

（2）在低压缸轴封供汽管道上装有Y形蒸汽滤网，在滤网底部接有放水截止阀，Y形蒸汽滤网长时间积水，可能导致低压缸轴封供汽带水运行，从而造成其温度降低。

（3）机组负荷大于25%额定负荷后，低压缸轴封供汽母管蒸汽来自减温减压器喷嘴冷却后的高压母管蒸汽，减温减压装置温度设定在149 ℃，如高于此温度后减温系统自动投入运行。因此，减温减压装置在长周期运行中，减温水中的固体颗粒或管道中被冲刷掉的锈物会造成雾化喷嘴堵塞、卡涩等故障，导致雾化喷嘴的雾化效果变差，从而直接将冷却水带入低压缸轴封供汽管道中，造成轴封供汽带水运行。

（4）在排汽装置内部的轴封供汽管道上装有1 mm厚的不锈钢保温层，轴封供汽温度是通过凝汽器空间自然降温和喷水减温系统共同控制。机组在正常运行期间低压缸排汽平均温度为55 ℃，计算可得低压缸轴封供汽平均温度为126.7 ℃，而当前低压缸轴封供汽平均温度仅为79 ℃，说明轴封供汽管道不锈钢保温层可能出现破损或缺失，导致低压缸排汽直接与轴封供汽管道接触产生对流换热，从而加快轴封供汽温度的下降，最终表现为低压缸轴封供汽温度低。

4 低压轴封甩水原因的排查与确定

根据以上分析排查，在2017年1号机组C级检修期间对轴封供汽管道进行检查，发现排汽装置内部轴封供汽管道水平段和竖直段不锈钢保温层缺失（见图 4），水平管段不锈钢保温层内有大量积水。供汽管道不锈钢保温层有多处焊缝开裂现象（见图 5），水平段保温层均为零星点焊方式焊接，未采取满焊，在长时间运行中受低压缸排汽冲刷，导致保温层焊点部位断裂和破损。另外，厂家在设计时存在缺陷，部分竖直段管道未加装保温层。

由以上检查结果可以判断，低压缸排汽从破损和缺失的保温层部位进入保温层内部并逐步凝结成水。这部分冷凝水加快了轴封供汽温度下降速度，甚至导致部分轴封蒸汽直接凝结成水。低于规定温度的轴封蒸汽沿供汽管道到达轴端汽封，由于压力和温度下降，使部分轴封蒸汽凝结成水后与蒸汽共同输送至轴端汽封壳内，在汽轮机主轴的离心力作用下产生甩水现象（见图 6）。

5 处理措施

针对低压缸轴封供汽管道保温层破损积水的情况，现场采取了以下措施。

（1）将保温层内部积水清理干净，对轴封供汽系统管道不锈钢保温层缺失部位进行补充，并用不锈钢焊丝焊接加固，焊接过程严格控制焊接质量。

（2）对因蒸汽冲刷导致的保温层破损位置进行补焊，并对焊口进行打磨处理，尽量减小低压缸排汽对保温层的冲刷。

2017年3月完成1号机组C级检修，机组启动并网后观察低压缸轴封处未见甩水现象，轴封供汽温度恢复到正常，见表 1所示。

6 结语

针对内蒙古京泰发电有限责任公司1号机组低压缸轴端转子甩水故障的发生原因，应定期对排汽装置内部的轴封蒸供汽管道保温层进行检查，对破损的保温层及时进行处理；加强对焊接工作的监督及轴封供汽系统各疏水的日常巡检力度，在保证机组经济性的同时，提高机组运行的安全性和稳定性。