汽轮机低压缸轴封故障原因及对策

【摘要】通过对某发电厂#1机低压缸轴封故障原因分析和检修处理，为同类设备检修提供参考依据。

Abstract：Through to the Yuncheng power plant 1 # turbine low pressure cylinder shaft seal failure cause analysis and repairing， provide reference for similar equipment maintenance

【关键词】轴封 麽察 温度 压力 故障

引言：某发电厂#1机经过5年运行，低压缸轴封故障频繁。出现温度频繁超标，最高达210℃；汽封齿倒伏，麽损；漏气严重影响机组真空等诸多缺陷，严重制约机组安全正常运行，为此，运电汽机、热控人员作了大量工作，于2011利用机组C检机会，彻底解决了#1机低压缸轴封各种故障问题。

1.轴封介绍：

某发电厂#1机系哈汽、东芝联合制造，为亚临界、一次中间再热、单轴、三缸四排汽、直接空冷凝汽式机组，高中压缸采用合缸型式。轴封系统采用辅汽、冷再、四段抽汽高、低压供汽方式，满足机组启停、正常运行轴封供汽参数，高中压缸的各汽封约在25%负荷时变成自密封，低压缸的各汽封约在60%负荷时变成自密封，多余的蒸汽，会通过溢流阀流往排汽装置；低压缸端部轴封原设计为四道梳齿型汽封齿，满足防止空气漏入或从汽缸漏出蒸汽功能，在2009年B检中将低压缸端部轴封第一、第三道汽封圈改造为蜂窝式并加一道接触式碳精环。改造后汽封形式如下图：

2.轴封系统存在问题

2.1.#1机低压缸A、B后轴封温度频繁超标，有时达到210℃，且漏空气严重。

2.2. #1机低压缸A、B前、后轴封漏汽，润滑油水分超标，真空滤油机、油净化投运频繁。

2.3. #1机#4瓦振动大，经电科院作频谱分析，认为低频引起汽封齿轻微摩擦所致。

3.原因分析

汽轮机轴封温度高，危害甚多。首先容易引起机组差胀升高，动静间隙变小，转子热应力加剧，引起轴弯曲，使低压缸转子使用寿命降低，低压转子温度设计一般在常温状态下，要求轴封供汽温度控制在120℃-180℃，有14℃的过热度；其次容易使轴封汽封块弹簧膨胀变形，刚度降低，失去弹性，不能保证汽封齿理想最佳间隙，过大的热冲击，使原本紧力并不大的轴封套圈松弛，情况严重时产生间隙，容易引起偏麽察，导致轴封套圈麽察损坏事故，诱发轴承振动；再次轴封温度高，容易将热量传递至附近轴承，使轴承油温升高，有可能破坏油膜，加剧轴承振动。

汽轮机轴封温度低.首先容易引起高温转子急速冷却，机组差胀增大，串轴向负值发展，易引起动静部分碰麽。

轴封供汽压力波动。压力过高，低压缸轴封向外冒汽，易造成润滑油进水，恶化油质；压力过低，轴封漏气严重，真空下降，特别是在甩负荷时，冷空气大量进入，对大轴起到快速冷却作用，易引起大轴弯曲。

汽轮机轴封系统的正确调整和精心维护，显得尤为重要。鉴于轴封故障存在以上诸多危害，因此对运电#1机低压缸轴封故障原因的剖析，很有必要，原因分析如下：

1） 轴封温度、压力波动超标，首先应考虑运行操作因素。该电厂#1机频繁启停，运行人员更换新人较多，启停机时，轴封送汽程序有可能失误操作。或未投低压轴封减温器于“自动”状态，规程要求轴封供汽减温器喷水点处温度设定在150℃，限制轴封供汽温度不超过180℃，决不可到达轴封套圈红套温度220℃；或误开、误关压力调节站供汽调节阀，溢流调节阀及旁路阀。或未及时切换供汽汽源，25%至60%负荷，应及时投运冷再供汽汽源，切断辅汽汽源。

2） 轴封系统设备健康因素。第一，低压轴封减温器减温水投运不上或减温水雾化效果欠佳，喷水旋流子脱落或喷嘴堵塞，凝结水减温水流量小，不能有效起到降温作用；第二，轴封调节站、溢流站调门卡塞或故障，无法控制轴封供汽压力和流量；轴封均压联箱疏水不畅，引起供汽带水；第三，轴加注水满水，轴抽风机故障，机组负荷调整不及时，容易引起轴封回汽管倒灌。第四，减温器喷水调门内漏，使轴封供汽蒸汽带水，致轴封温度低。第五，轴封调节站供汽调门内漏，致使轴封供汽蒸汽温度无法控制，规程要求供汽温度与大轴表面温差不大于111℃。

3） 轴封麽损，轴封供汽滤网破损致外来异物影响。该电厂#1机频繁启停，统计2010年和2011年共计启停9次，致使轴封供汽管道容易产生氧化铁，当氧化皮脱落，滤网破损时，冲破滤网阻隔的氧化皮碎屑（片状物侵入危害最大）被轴封供汽裹携进入轴封内部，而又不能排除时，即产生麽察，损坏轴封，进而诱发轴承振动。利用此次C检更换了进汽滤网，要求滤网为1.5mm板材，在其上功钻￠1.0mm左右小孔。

4） 轴封麽损，运行操作不当影响。疏于监控轴封温度、压力，未及时调整，或过早投运轴封供汽而未及时冲转，致使轴封温度过高，引起轴封套圈膨胀松弛，引起动静麽察。

4. 轴封系统故障对策

1） 精检设备，使系统设备处于良好健康状态。2011年对#1机C检，普查轴封系统各设备。首先保证减温水正常工作，彻查凝结水滤水器滤网，减温器喷嘴，减温水供水调门等存在的缺陷；其次清洁供汽管道，清扫、检查凝结水滤水器，各轴封供汽滤网，更换修复破损滤网；再次检查低压缸轴封汽封环，清理、修复、更换汽封齿或汽封块，并调整间隙符合要求；最后检查、整定各疏水门，供汽、溢流站调节门。

2） 加强运行人员培训，严格操作规程，密切监盘，精心调整。避免轴封系统过早送汽而未及时冲转现象发生；避免轴封供汽温度过高或与大轴温差超标现象发生。

5. 结论

轴封系统故障，主要是供汽温度、压力控制、调整不当，导致轴封漏气或冒汽，影响真空或恶化油质，严重时轴封麽察致汽封损坏，并诱发轴承振动。其次是设备故障，供汽調节站、溢流站调整门内漏或卡塞，都可造成轴封供汽温度过高或轴封压力降低；轴抽风机出力下降致系统不能保持微负压，回汽不畅而冒汽。最后就是机组频繁开开停停，致管道内产生氧化铁，异物进入轴封，诱发轴封麽察损坏。

轴封系统运行，看似简单、容易掌握，实则深奥，操作稍有不慎，危害无穷；设备检修责任重大，轴封间隙调整要精益求精，系统功能必须恢复，为运行创造良好的调整基础。

作者简介：王辉 男 从事电厂锅炉、汽机检修及管理工作