1000MW汽轮机高压缸轴封平衡活塞后温度偏高原因分析.doc

1000MW汽轮机高压缸轴封平衡活塞后温度偏 高原因分析 王东辉 黄寅 李来春 （华能玉环电厂，浙江省 玉环县 ） 摘要：本文详细介绍了华能玉环电厂1000MW超超临界汽轮机高压缸轴封平衡活塞的结构及平衡活塞后温度报警设置，并具体分析玉环电厂#1机组轴封平衡活塞后温度偏高原因，给出了轴封平衡活塞后温度的控制方法和经验，为今后同类型1000MW汽轮机高压缸轴封平衡活塞后温度异常升高原因分析及控制策略提供了参考。 关键词：1000MW超超临界；轴封平衡活塞；轴振；汽封摩损；节流损失；破坏真空 1 引言 玉环电厂汽轮机概况： #1机 #2机 #3机 #4机 500MW 531.7/535.3 507.1/510.3 515.0/517.4 510.0 600MW 522.2/524.4 501.1/504.3 504.7/507.0 500.0 700MW 513.9/515.9 494.9/498.1 495.0/497.6 493.3 800MW 506.5/508.8 482.6/487.9 486.0/489.3 483.0 900MW 499.0/501.6 480.1/483.2 478.5/481.4 480.0 1000MW 499.0/501.2 477.5/480.6 477.1/480.1 480.5 玉环电厂汽轮机是上海汽轮机有限公司引进德国西门子技术生产的1000MW超超临界汽轮发电机组，型号为N1000-26.25/600/600（TC4F），额定功率1000MW，最大出力1049.8MW。型式为超超临界、一次中间再热、单轴、四缸四排汽、双背压、凝汽式、八级回热抽汽。采用西门子公司特有的补汽技术，玉环工程是在TMCR工况开始从主汽门后、主调门前引出一些新蒸汽（额定进汽量8%），经补汽门节流降低参数（蒸汽温度约降低30℃）后，分上下2根管道进入高压第四、五级动叶后的空间，主汽流与这2股蒸汽混合后在以后各级继续膨胀做功的一种措施 [1]。 2 问题提出 2.1玉环电厂四台机组轴封平衡活塞后温度现状：玉环 电厂#1机轴封平衡活塞后温度较其他三台机组偏高，且 已达报警值。 下表为玉环电厂四台机组轴封平衡活塞后温度与负 荷关系（主汽温均为590℃ 从表格统计数据来看，各段负荷下#1机轴封平衡活塞后温度较其他三台机组都偏高20℃左右。 2.2 玉环电厂轴封平衡活塞后温度报警介绍： 西门子厂家对报警信息的解释：如果轴封平衡活塞 后温度升高至报警值(“TEMP BEH STG PIST MAX A”)， 这时对汽轮机寿命将会产生严重影响，必须使用自动停 机程序立刻停机。 2.3轴封平衡活塞介绍 2.3.1 所谓平衡活塞就是将轴封的直径加大，在转子上形成较大凸肩，当蒸汽通过凸肩的齿形间隙，由其一端流向另一端时，因节流作用而产生压降，由于凸肩两侧所承受的汽压不同，于是产生与转子通流部分固有推力方向相反的轴向附加力，并与轴向推力相平衡。在高压进汽区域内，转子上加工有平衡活塞，用来平衡高压通流部分的轴向推力。 玉环电厂高压汽轮机设计使用超临界主蒸汽，轴向推力用轴封平衡活塞来补偿，轴封平衡活塞本身通过所谓的“内部旁路冷却”概念被快速冷却，该冷却装置将从汽轮机高压缸第四级后的膨胀通道内抽出的“ 2.3.2玉环电厂高压缸前后有两个端部汽封和进汽口前侧平衡活塞汽封，如图1 图 图1 高压端部汽封调阀端（A）和电机端（B） 图2 高压缸轴封平衡活塞汽封 2.3.3轴封平衡活塞汽封汽源来自高压缸第四级后蒸汽（D），一部分通过汽封去高压缸内外缸夹层（E），另一部分通过轴封平衡活塞汽封去高压末级叶片后的排汽端（F），轴封平衡活塞后温度便是指F腔室蒸汽温度。额定工况下，D腔室蒸汽温度应为 图3 3 原因分析 现对玉环电厂#1机轴封平衡活塞后温度偏高原因进行分析，从其结构来看，能引起轴封平衡活塞后温度升高的原因有以下几方面： a、安装工艺问题； b、温度测点问题； c、轴封平衡活塞汽封供汽温度升高； d、轴封平衡活塞汽封损伤，节流损失变小。 下面就以上四点进行分析： 3.1安装问题：玉环电厂#1机平衡活塞汽封安装时与其 他机组存在差异，导致轴封平衡活塞后温度偏高。 下图（图3）为玉环电厂#1机2007年1月10日的 机组参数，从图上我们可以看出当时#1机轴封平衡活塞 后温度(箭头标记处)是正常的，并未偏高，这就排除了 安装问题所致。 3.2测点问题：从趋势变化来看，测点基本能反映实际温度，而且从2007年1月10日的参数照片来看，该 温度测点是正常的，基本可以排除测点问题。 3.3轴封平衡活塞汽封供汽压力及温度： 玉环电厂#1机与其他机组相关参数比较如下： a、高压缸第五级后蒸汽压力比较 #1机 #2机 60