轴加风机疏水系统改造

孟礼

江苏阚山发电有限公司 江苏徐州 221000

1 设备概况

江苏阚山发电有限公司汽轮机为哈尔滨汽轮机厂引进的日本三菱技术制造的超超临界凝汽式汽轮机，型号：CCLN600-25/600/600。机组轴封系统主要由以下设备组成：轴封加热器、安全阀、轴封供气滤网、轴封母管溢流装置、低压轴封喷水减温装置和轴加风机。

轴封加热器主要收集汽轮机及小机的轴封漏汽和低压门杆漏汽，手机的漏、蒸汽被主凝结水冷凝后经水封进入凝汽器，而不凝结的气体则由轴加风机排至大气，维持了轴封加热器汽侧的真空[1]。

2 轴加风机异常工况

每台机组正常运行时，轴加风机投运方式为一用一备，维持轴封加热器汽侧负压在-9kPa左右。为保证备用设备的可靠性，我厂每月对轴加风机进行定期切换，然而切换过程中却多次出现轴加风机启动报警的状况，同时风机电机也发生运行期间过负荷烧损的事件。多数情况下，通过查询轴加风机电源开关综合保护装置，风机电流发生升高并达到保护的动作值，同时可以从风机壳体内排除部分积水[2]。

2017年3月28日，#1机1A轴加风机定期切换至1B风机运行时，1B风机发生跳闸，检查1B轴加风机380V开关柜综保装置显示“堵转保护”动作。运行人员联系设备部汽机专业、电气专业检查处理。电气专业测量1B轴加风机绝缘值合格，综保装置无故障，就地手盘电机也无卡涩现象。运行人员再次启动1B轴加风机后依然发生保护动作跳闸。汽机专业就地开启轴加风机壳体排水孔，排出约300ml积水后，重启风机恢复正常。

2017年11月25日，#2机2B轴加风机运行时发生跳闸，2A轴加风机联起启，开关柜报“过负荷”报警。通知汽机专业就地对壳体疏水，重新启动后仍无法运行，电气专业检查发现轴加风机电机烧损，紧急抢修2B轴加风机使其恢复到备用状态。

2018年1月20日，#2机2A轴加风机定期切换至2B风机，2B启动后立即跳闸。2B轴加风机开关柜综保装置显示“堵转保护”动作。汽机专业排出风机壳体约250ml积水，2B轴加风机切换正常。

#1、#2机组运行中均出现轴加风机故障，轴加风机不能保证正常运行或备用。若机组在正常运行过程中，运行的轴加风机发生跳闸而备用风机不能联启，造成轴加风机全部退出，此情况下轴封加热器内部负压消失，轴封回汽阻力增加，回汽量减少，影响机组凝结水加热，热效率降低。而回汽变少导致轴封加热器水位降低，极有可能破坏轴加水封，从而使主机真空严密性受到影响。真空每下降1kPa，机组煤耗将增加近2.4g/（kW·h），严重影响机组的经济性。同时，轴封回汽不畅将引起汽轮机轴端漏汽扩大，主机轴承箱内部的负压使得蒸汽通过外油挡间隙进入主机润滑油，造成润滑油水分超标，油质劣化，进一步影响机组安全[1]。

因此，轴加风机的安全稳定运行对汽轮机组尤为重要，故针对上述轴加风机壳体积水的情况，需制定相应的疏水方案进行及时处理。

3 轴加风机积水分析

轴加风机为离心式，与电机同心连接，垂直布置于轴封加热器顶部。2台轴加风机出口管经过逆止门和手动门后汇流至一根DN200的母管，引接至汽机房顶部排入大气。母管全程无保温和疏水，当机房温度低于轴加风机排出蒸汽温度时，蒸汽在管道内流动的过程中，热量不断地损失，使得部分蒸汽凝结为水[2]。随着排汽的不断凝结，在母管水平管段积水慢慢增加，运行轴加风机的逆止门开启，从而凝结水回流至风机，造成风机过负荷跳闸或电机烧损。

轴加风机的出口手动门处于常开状态，当备用轴加风机逆止门出现卡涩或密封不严，母管中排气冷凝的水将会倒回入备用轴加风机大量积聚，轴加风机切换运行或联启时将会引起堵转保护动作。

轴加风机排水孔位于风机下部，排水孔封堵采用直径为20mm的螺丝栽入。日常维护须由运行人员通知汽机检修对备用风机进行疏水，不利于运行人员及时的操作，风机壳体疏水存在一定的延时性。同时运行中的轴加风机检修人员无法疏水，从而导致壳体中的凝结水积聚，轴加风机电机过载运转。

4 轴加风机疏水系统改造

利用春节期间#2机组调停的机会，首先对其轴加风机疏水进行改造。

4.1 轴加风机出口母管加装疏水管道

在轴加风机出口水平布置母管的中段底部开孔，排放出大量积水。为使母管排水畅通，在其底部开孔处引接排水管至地沟，确保该管段凝结水不间断的及时排放，如图1所示。

图1 轴加风机母管疏水

4.2 轴加风机出口逆止门检修

对2台轴加风机出口逆止门解体，发现2A轴加风机出口逆止门卡涩，存在无法关闭的状态，而2B风机逆止门则老化严重，阀瓣出现部分缺损情况。

将2A、2B轴加风机旋启式逆止门更换碟式逆止门，保证其阀门完整和良好的密封性，同时阀门动作时具有更高的灵活性。

4.3 轴加风机壳体加装疏水管道

将2台轴加风机壳体排水孔堵丝取下，在排水孔分别引接一段DN20的排水管道和阀门（图2所示1号门、2号门），2段管道出口置于就地接水漏斗中以便观察排水量，漏斗中的水则疏至地沟。在疏水阀门前则分支一路接入轴加风机入口门前管路，此段管路上装设手动球阀（图2所示3号门、4号门）。

图2 轴加风机壳体疏水示图

停机和启机期间，手动开启1号门和2号门，关闭3号门和4号门，可以将轴加风机壳体内的积水放尽，以待远方随时启动。

机组运行期间，手动关闭1号门和2号门，开启3号门和4号门，运行轴加风机使其入口电动门前为负压状态，风机壳体内如果形成积水，将会从3号门或4号门回流入轴封加热器，实现轴加风机自疏水，避免运行期间发生电机烧损或过负荷跳闸的故障。备用轴加风机即使出现出口逆止门不严而产生凝结水积聚的现象，也会由自疏水系统将积水排出，防止备用轴加风机发生“堵转”报警，影响及时启动。改造后现场如图3。

5 改造效果

（1）#2机组改造投运后1个月，未出现异常状况，并将#1机轴加风机进行相同改造。两台机组轴加风机正常运行，无任何故障报警出现，延长了风机及电机使用寿命，降低运行成本。

（2）大大简化了运行人员的操作，保证时效性和及时性。减少检修部门的人力分配和物料浪费，每年节省数万元维护费用。

（3）保证机组的经济稳定运行，轴加风机出力正常，减少异常耗电，有利于轴封回热对凝结水系统的加热，维持机组热效率，同时避免轴封加热器引起主机真空的降低而导致煤耗的增加，给机组带来大量隐形的经济效益。

（4）轴加风机整套疏水系统构造简明，耗材极少，运行稳定可靠且故障率极低。

6 结论

轴加风机疏水系统改造后，#1、#2机组备用风机定期切换过程中均未出现异常报警，运行的风机也未出现过载跳闸和烧损的状况。风机壳体及出口母管实现自疏水，轴加风机恢复正常出力，运行与操作方式优化，轴封系统的正常运行，都为机组的稳定提供了重要保障。

图3 轴加风机壳体疏水