摘要：本文介绍联合循环机组辅助蒸汽母管电动阀及轴封供汽调节阀SSFV内漏，全厂辅助蒸汽母管带压时，轴封母管漏入蒸汽，汽轮机轴封处积水，导致机组冷态启动时汽轮机#4轴承振动大，机组停机事件，同时提出汽轮机振动大处理及预防汽机轴封积水的方法，总结得出对汽轮机轴封蒸汽母管参数的监视及增加汽轮机供轴封蒸汽时间能有效防止轴封积水导致汽轮机轴承振动大事件发生。
关键词：轴封，辅助蒸汽，振动
0 概述
某电厂建有4台S109FA联合循环发电机组，该机组属于GE公司S109FA系列，由燃气轮机、汽轮机、发电机组成。机组轴系共有8个轴承，其中汽轮机轴承为#3、#4、#5、#6。汽轮机为三压、一次中间再热、单轴、双缸双排汽、（冲动式无抽汽）纯凝式。汽轮机高、中压缸为高中压合缸，低压缸为双流程向下排汽与凝汽器连接，机组轴系布置详见图1。
图1机组轴系布置
1 轴封系统介绍
轴封系统是对汽轮机的气缸进行密封从而使机组在启动和运行时可以建立并维持真空。轴封系统由汽封抽汽系统、轴封蒸汽调节器、轴封蒸汽母管等组成。
在机组启动和停机时，轴封蒸汽由辅助蒸汽提供，机组冷态启动时，辅助蒸汽来自启动锅炉或者其他机组中压汽包，热态备用机组（停机8小时内）可利用中压汽包及高压汽包余汽来供辅助蒸汽，辅助蒸汽系统如图2所示。
图2 辅助蒸汽系统
辅助蒸汽进入轴封母管，轴封蒸汽再进入轴封的中间轴封环后从外部轴封环排放到低压部分，从而形成汽轮机轴封。机组启动后，高、中压汽缸内蒸汽从轴封流出提供给低压汽缸轴封处密封。当轴封母管压力高于轴封供气调节阀（SSFV）压力设定时，SSFV阀逐渐关闭，此时轴封母管压力由轴封蒸汽溢流调节阀（SSDV）控制，SSDV阀打开并将轴封蒸汽引至凝汽器。轴封系统如图3所示。
图3 汽轮机轴封系统
2 事件经过
2018年09月18 日#3机组冷态启动， #3机辅汽蒸汽母管温度176℃，凝汽器真空至-85kpa，进行送轴封操作。启动条件满足，辅汽蒸汽母管温度190℃，MARK VI界面上轴封母管温度152℃，发启动令。点火暖机过程中，轴振4X:0.045mm、4Y:0.045mm；机组转速843rpm，4X:0.055mm、4Y:0.039mm；机组转速1264rpm，；4X振动升至0.089mm、4Y振动升至0.062mm。机组转速1861rpm，4X振动上升至0.216mm触发自动停机，4X最高升至0.218mm。
2018年11年04日#3机组冷态启动，机组点火后升速，检查发现#4轴承轴振 4X上升较快，机组转速1850rpm，4X已涨至0.16mm，且继续攀升，值长令停机，4X振动最高0.216mm，4Y振动最高0.225mm。
3 事件原因分析
2018年09月18日 #3机组冷态启动前，9月13日至09月15日期间#2机A级检修后绿转子、机组满负荷做试验等，全厂辅汽母管这段期间带压时间长，因#3机辅助蒸汽母管电动门及轴封供汽调节阀SSFV阀存在内漏，导致#3机轴封蒸汽管道有进汽，辅助蒸汽母管温度及轴封蒸汽母管温度均有上升，09月13日09：00开始至14日00:40；09月14日07：10至17:30；09月15日09:00至13:00期间厂用辅汽母管均带压，导致#3机辅助蒸汽母管温度最高上涨至98℃，轴封蒸汽母管温度最高上涨至41℃。因机组停机后轴封疏水电动门、辅汽至凝汽器除氧可调电动门均在关闭状态，辅助蒸汽系统进汽后的冷凝水无法排出，使轴封积水，最终导致机组启动升速时，汽轮机#4轴封处发生动静碰磨，引起机组轴承振动大自动停机。
2018年11年04日 #3机冷态启动前，检查#3机停机期间辅汽温度无上涨情况。00:12 #2机停机后中压汽包压力较高，运行值班员出于节能考虑，开启#2机及#3机辅汽母管电动阀，开启#3机SSFV前、后疏水阀及除氧电动阀，利用#2机中压汽包蒸汽对#3机辅汽管道暖管，暖管期间#3机辅汽母管温度最高升至180℃，压力最高升0.8Mpa ，轴封母管温度由22℃升至123℃。因#3机轴封供汽调节阀SSFV内漏严重，蒸汽进入轴封系统并在轴封齿内凝结。早晨机组启动准备时，供轴封蒸汽时间不够长，不足以将残留在轴封齿内凝结的水蒸干，导致机组启动后因轴封带水，在#4轴承轴封处发生动静碰磨，引起机组轴承振动大停机。
表1所示各机组在备用且全厂辅助蒸汽母管带压时，辅助蒸汽及轴封蒸汽的参数。
表1 机组备用时辅助蒸汽及轴封蒸汽数据
事件发生前，机组备用时，辅助蒸汽母管电动阀及轴封供汽调节阀SSFV都保持关状态，通过表1数据可以看出，只有#3机组辅助蒸汽母管电动阀及轴封供汽调节阀SSFV内漏严重。分析对比#3机组两次冷态启动汽轮机#4轴承振动大事件，都是由于轴封积水引起，机组启动时，特别是冷态启动，轴封积水较多且无法及时排出，轴封蒸汽进入轴封时温度降低，在转子高温度轴封段会产生较大的热应力，造成转子和轴封齿发生动静碰磨，从而导致机组振动大事件发生。
4 振动异常处理方法
（1）、机组冷态启动升速时，汽轮机轴承振动缓慢上涨时，排查振动上涨原因，确定轴封积水导致振动异常时，应对轴封母管压力进行控制，控制轴封压力在0.012-0.014Mpa，轴封母管温度控制在170℃以内。可试启动第二台轴加风机，观察振动变化情况；
（2）、机组冷态启动升速时，汽轮机轴承振动缓慢上涨可对凝汽器真空进行扰动，控制真空在8-10kPa，通过就地手动开真空破坏旁路阀来调节真空值，同时观察振动变化情况；
（3）、机组冷态启动升速时，汽轮机轴承振动快速上涨时，应立即停机处理；
（4）、若汽轮机轴承振动大引起机组跳闸，应立即破真空，待盘车投入后观察惰走时间、盘车电流、偏心值等均无异常后方可进行二次启动；
（6）、因汽轮机轴封积水导致轴承振动大机组跳闸时，应立即派人就地对轴承进行听音，同时就地实测轴承振动值，若就地检查轴承无异常，至少盘车一小时后再启动。
5 防范措施
（1）、全厂供辅助蒸汽时，检查备用机组辅助蒸汽母管电动阀及轴封供气调节阀SSFV内漏情况，若有内漏情况时应及时进行处理，消除内漏缺陷；
（2）、机组停机后开启轴封供汽调节阀SSFV阀前、后疏水电动阀并在机组停机期间保持常开，防止辅助蒸汽母管蒸汽漏入轴封；
（3）、机组冷态开机前，检查确认该机组停机期间是否出现辅汽母管温度、轴封母管温度或高、中、低压轴封温度有上涨的情况，若发现上涨情况则在机组启动准备期间延长供轴封蒸汽时间20min以上，保证轴封积水能蒸发完；
（4）、全厂辅汽母管带压期间（启动锅炉或邻炉供辅汽），重点监视备用机组辅汽母管温度情况，若出现有上涨，保证疏水阀开启状态下现场较紧辅汽母管电动阀并关闭辅汽至轴封供汽手动总阀；
（5）、轴封供汽调节阀SSFV内漏未处理好以前，若只对辅汽母管进行暖管可临时采用关闭辅汽至轴封供汽手动总阀的方式进行；
（6）、通过技术改造，在轴封供汽调节阀SSFV前增加一个电动隔离阀，便于日常隔离。
6 结语
S109FA联合循环机组启动时，大部分汽轮机振动上涨都与轴封齿碰磨有关，如果出现汽轮机高、中缸振动上涨，首先应检查并排除轴封进水因素。机组冷态启动前，应对机组备用或检修期间的工作进行排查梳理，对辅汽母管带压使轴封母管进汽问题进行确认并消除。全厂辅汽母管带压期间，备用机组辅汽母管应定期检查是否存在阀门内漏导致机组辅汽母管及轴封母管温度上升现象，温度有上升时应开启疏水阀疏水，机组冷态启动时，应增加发启动令前供轴封蒸汽时间，保证轴封积水能蒸发完，机组能顺利启动。
参考文献:
[1]中国华电集团公司.大型燃气-蒸汽联合循环发电技术丛书. [M]中国电力出版社，2009.
[2]福建晋江天然气发电有限公司.S109FA燃气-蒸汽联合循环机组（运行规程）
作者简介：张秋印（1988-），男，福建邵武人，助理工程师，从事燃气轮机电厂集控运行工作。
论文作者:张秋印
论文发表刊物:《电力设备》2019年第3期
论文发表时间:2019/6/10
标签：机组论文; 蒸汽论文; 汽轮机论文; 轴承论文; 温度论文; 积水论文; 调节阀论文; 《电力设备》2019年第3期论文;