王素娟

（宣鋼設備能源部，河北（běi）張（zhāng）家口　075100）

　　1　概述
　　河鋼宣鋼設備能（néng）源部1#幹熄焦（jiāo）汽輪發電（diàn）機型（xíng）號為15-3.43/0.981-13型單抽凝汽式汽輪機，額定功率15MW。在並（bìng）網發電後汽（qì）輪（lún）機轉子軸（zhóu）套、前後軸封、隔汽板等部位，均（jun1）出現了嚴重的磨損現象，導致水蒸汽沿著前後軸封擴散到潤滑油係統，油脂帶水嚴重，調節、保安係統的滑閥、電磁閥出現鏽蝕、卡澀，蒸汽單耗（hào）相對增加，降低了發電量。
　　2　小型汽輪機軸封係統構成及功能（néng）
　　2.1汽封係統構成

　　汽輪機軸封係統由供汽係（xì）統和回汽係統兩部分組成。正（zhèng）常（cháng）工作狀態時（shí），供氣係統形成（chéng）一個自（zì）密封係統――高、中壓缸軸端泄出的壓力蒸汽，通過低（dī）壓汽封減溫器（qì）降溫後供至低壓缸的軸端密封；回（huí）汽係統是（shì）將高、低壓缸軸Z末端（duān）的汽、氣混合物回收到軸封加熱器中，混合物中的水蒸汽通過（guò）凝汽器凝結成水後回收利用，混合物中的氣通過抽風機排放到空氣中，以此來實現保證汽輪機軸端既（jì）無蒸汽漏（lòu）出，亦（yì）無空氣滲入。
　　2.2汽輪機（jī）軸端汽封的功能
　　首先是防（fáng）止高、中壓汽缸內（nèi）的壓力蒸汽從軸端向外泄漏（lòu），發生汽輪機潤滑油中混入水和環境汙染的現象；其次是（shì）防止空氣從低壓（yā）缸的軸端滲入低壓排汽缸中，導致凝汽器（qì）真空降低、抽真空能耗增加和循環熱效率減低等（děng），同時因（yīn）為低壓缸排汽壓力加大致使低壓葉片過負荷（hé）和低壓缸振動，對設備運行造成安全隱患。
　　3　機組軸封故障分析及優化改造方案
　　（1）該15MW汽輪機並網發電後，均壓箱出現（xiàn）超壓、超溫現象，經維檢人員（yuán）及崗位人員排查故障後得知，用來平衡汽封汽源壓力的軸封汽供氣均壓箱不能自動調節，箱內溫度也無法實現調整。
　　經過進一步分析後得知，均壓箱（xiāng）在（zài）工作（zuò）狀態時，箱內蒸汽溫度可以達到200℃甚至更高，軸封片由於受熱產生金（jīn）屬形變。針對（duì）這一問題，我（wǒ）們在均壓箱上添加外供蒸汽調節管路和調節閥門，這樣（yàng）均壓箱內蒸汽溫度過高時，通（tōng）過控製調節閥用低溫蒸汽（qì）進（jìn）行調整，使（shǐ）箱內溫（wēn）度控製在150℃以下。
　　（2）出現機組真空下降，效（xiào）率降低，單耗增加的問（wèn）題。初步分析後認為後軸封泄氣過大，導致低壓軸封供汽虧損，空氣混入低壓缸內所致。
　　針對這一問題，決定對（duì）後軸封泄汽管路進行優化。均（jun1）壓箱給後軸封供（gòng）汽後，後軸封產生泄汽，進入汽封加熱器（qì）內發生熱交換。當後軸封間隙變化，泄氣量較大時，無法提（tí）供後軸封密封所需（xū）蒸汽壓力。因此，在後軸封泄汽管路加裝調節閥（fá），根據後軸封汽量和負荷高低等參數控（kòng）製後軸封（fēng）泄汽，實現後軸封（fēng）密封及蒸（zhēng）汽回收。
　　（3）原有汽輪機汽封圈為（wéi）不鏽鋼材質，硬度（dù）偏（piān）高，汽機啟動時達到臨界轉速，振動值為（wéi）180μm，將發生動靜摩擦瞬間（jiān）與轉子進行（háng）硬接（jiē）觸，損傷汽封（fēng）圈梳齒。受（shòu）損的汽封圈梳齒脫落後，在汽封（fēng）圈與轉子間隙（xì）內發生劇烈摩擦，進一（yī）步增加了汽封圈的磨損程度，以（yǐ）至轉子（zǐ）軸（zhóu）嚴重（chóng）損傷。
　　就這一情況，對軸（zhóu）端汽封圈選型進行優化，選用銅質材料替代原有不鏽鋼汽封圈。由（yóu）於銅質汽（qì）封（fēng）圈材質較軟，在與轉子發生（shēng）輕微摩擦時（shí），可大（dà）幅降低汽封圈（quān）與轉（zhuǎn）子磨損（sǔn）加（jiā）劇的情況，避（bì）免（miǎn）轉子軸產生嚴重損傷。
　　（4）汽輪機底（dǐ）部原有疏水管（guǎn）使用DN20法蘭連接，內部裝有孔（kǒng）徑為8mm的節流孔板，使用（yòng）一段時間後發現受水衝擊磨損嚴重，根據磨損程度判斷應加大孔板孔徑。為（wéi）此，特增加孔徑至10mm，增加隔板汽封疏水麵積，解決（jué）缸（gāng）底（dǐ）部疏水不暢問題。
　　4　結論
　　隨著環境保護在社會發展中（zhōng）地位的重要，企業對二次（cì）能源的利用已經成為企業實現環保發展的一條（tiáo）重要途（tú）徑。投建小型汽輪發電（diàn）機，充（chōng）分利用企業生產產生的二次能源進行發電，在確保二次能（néng）源“零”排放的同時，還為企業提供了電能。但是，小型汽輪發電機在實際運行中，由（yóu）於其功率較小，軸封（fēng）及易磨損，造（zào）成蒸汽泄漏，竄入油係統，使潤滑（huá）油脂（zhī）含水嚴重超標，調節、保安係統的滑閥、電磁閥出現鏽蝕、卡澀，蒸汽單耗相對增加，發（fā）電量減少。

來源：《山東工業技術（shù）》2016年第13期