汽轮机轴封间隙变化对汽轮机轴封压力影响分析及改进

  1、2机组轴封系统启机阶段轴封运行工况 
  2013年汽轮机实施首次冲转以来,1、2号机组在由SVA轴封供气切换到VVP供气后,机组功率在260MW以下,主供汽回路调节阀CET002VV全开,轴封压力无法维持正常供气压力。存在低于2Kpa.g的情况,最低达到只有0.5Kpa.g。汽轮机厂家要求CET轴封供汽母管压力的控制设定值5kPa.g,正常运行时维持在2kPa.g 15kPa.g不会影响系统安全运行。轴封供汽母管压力低将影响凝汽器真空,。严重影响机组出力;机组停机期间,也存在CET轴封母管压力低问题。 
  原因分析 
  通过对比国内相同类型机组。红沿河采用3个低压缸,其它电站为2个低压缸,主蒸汽管线与其它同类型机组供气管线直径相同,均为DN40。所以初步判定红沿河出现此问题属于是供气管线直径不足。另外,对比分析:LP轴封体平均安装间隙/通流面积,1号机组>2号机组>3号机组(详见图1)也是造成1、2号机低负荷下轴封供气压力不足的主要因素,3、4号機组轴封间隙较标准值偏小贴近下限值,因此在启动阶段主供汽回路调节阀CET002VV全开,能够满足轴封供气压力要求。压力维持在4.96Kpa. 
  解决方案 
  针对红沿河1、2号机组启动及跳机阶段出现的轴封供气压力偏低问题,决定增加旁路孔板的方案,在CET主蒸汽汽封供气管路上增设旁路孔板和管道、阀门,以解决机组启动及跳机阶段出现的轴封供气压力偏低问题,系统投运时,汽封供汽由汽封调节阀CET002VV和旁路孔板共同提供,CET002VV根据轴封供气压力进行调节,使得轴封供汽压力维持在设定值。见图2 
  在启动阶段,轴封系统所需要的轴封供气量最大,在机组满功率运行工况下所需要的补汽量最小。轴封系统所需要的补气量理论计算值如下: 
  由于旁路处于常开状态,孔板的设计流量既要保证启动及跳机工况轴封供汽压力能够达到设计值,同时在汽轮机组满功率工况时,汽封调节阀处于可调范围内,维持供汽压力的稳定。结合1、2号机组启动时运行数据,阀门厂根据阀前压力、阀门开度计算通过调节阀的实际蒸汽流量。节流孔板旁路设计流量初步确定为2000Kg/h。 
  满功率工况下,系统所需要的轴封供汽量最小,扣除旁路孔板补汽量,CET002VV阀门开度为3.4-15.2%(考虑轴封间隙的变化)在调节阀的可调节范围内。 
  启动及跳机工况时,系统所需要的供汽量最大。根据1、2号机组启动是所需要的实际供汽量,扣除旁路孔板补入的蒸汽量后,调节阀CET002VV理论开度约为73%-100%(考虑轴封间隙的变化),在调节阀的可调范围。 
  管道参数选择如下: 
  CET001DI节流孔板选取 
  由于孔板前后差压较大,为了降低旁路管线的噪音,振动等风险,采用多级孔板节流逐级降压。节流孔板的入口压力为64.3bar 
  节流孔板出口压力为1.15bar 
  节流孔板的级数n=-3.85lg(p2/p1)=6.73.因此需要设置7级节流孔板;因此多级节流孔板选用CL900 DN100 F304 不锈钢锻件带颈对焊法兰对夹7级节流孔板。 
  CET011/012VV阀门的选取 
  孔板上游设置DN25 CL1500手动截止阀,用于调试或者检修时隔断旁路。 
  孔板下游工作压力较低,管道上设置DN150 CL 150b手动蝶阀(带有调节定位功能)该蝶阀做为机组长期运行后轴封间隙变化时的备用手段。 
  实施后验证 
  利用机组停机大修阶段,对1、2号机组实施增加旁路改造后,汽轮机在启机阶段将CET011VV全开,CET012VV开度在90%,由辅助蒸汽回路切换到主蒸汽回路进行轴封供汽,汽轮机冲转前至机组满功率,调节阀CET002VV开度在87%-9%之间变化,阀门开度符合设计预期,轴封供气压力维持在5kpa.成功解决了汽轮机组在启动阶段及低负荷压轴封供汽压力不足的问题。 
  参考文献 
  [1] 红沿河CPR1000MW 核电站系统与设备
浏览次数:  更新时间:2017-12-18 09:32:16
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