三门核电有限公司 浙江台州 317112
摘要：双台轴加风机的丧失对于机组正常运行不会产生即时的停机停堆影响，但是如果短时间内无法恢复，对机组的正常运行将产生非常大的考验，造成汽轮机轴承的磨损，大轴的变形。润滑油的油质恶化影响机组启动，延长启动的时间，所以当发生双台轴加风机丧失事件时，采取有效措施尽量减小事件对电厂的损害，保护电厂设备，降低停机风险。尽可能避免润滑油恶化，在后续启动机组的过程中，不会受制于设备和油质的原因，拖延启动时间，提高机组发电量。
关键字：轴加风机；高压缸；低压缸；润滑油；轴承温度
1.我厂轴封及轴封冷凝器的设计
汽轮机轴封系统的作用是以一定的压力和流量向汽轮机提供密封蒸汽，在汽轮机正常运行、启动和停机时防止环境中的空气从轴封处漏入汽轮机，或汽轮机气缸中的蒸汽漏入环境中，同时还会回收汽轮机轴封和汽轮机进气阀阀杆的漏气。在轴封冷凝器壳侧设置了2台100%容量的电动排风机，一用一备，从轴封冷凝器中抽出汽体和其他的不凝结气体，排入厂房外的大气，以维持轴封冷凝器的微真空状态，引导轴封漏汽的流向，防止蒸汽沿轴承向外泄漏。
轴封冷凝器排风机的作用：建立和维持冷凝器的真空，为轴封和阀杆抽汽处提供合适背压，使蒸汽流向冷凝器。
2.当丧失两台轴加风机时的危害
2.1、对高压缸的影响：
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图1 汽机轴封结构示意图
2.1.1丧失轴加风机对高压缸产生的影响
（1）当轴加风机丧失后，Y腔室压力不会形成负压，来自高压缸排汽、轴封蒸汽会流向大气。此时高压缸的轴封无法阻止蒸汽沿着轴承流向大气，高压缸两侧出现蒸汽泄露。
（2）高压缸的排气压力（0.85Mpa）大于高压缸的轴封压力，丧失轴加风机后，高压缸排气会进入轴封蒸汽供气管道，使压力突变，可能会造成管道振动。
（3）高压缸无法实现自密封，高压缸的排气会沿着大轴排向大气，会造成润滑油进水。
（4）喷出的高压缸排气，会引起距离高压缸最近的一号和二号轴承温度升高。
2.1.2针对高压缸的危害可采取的行动：
（1）对汽轮机厂房运转层地面层隔离，防止轴封漏气伤人。
（2）操纵员密切关注一号和二号的轴承温度，达到99℃会报警，轴承温度到达107℃时手动停机。
（3）监视轴承回油温度，一旦轴承回油温度超过77℃，执行LOS-401（汽轮发电机组润滑油系统报警响应规程）。
（4）在高压缸轴封处放置临时风机，降低轴承处的温升。
2.2、对低压缸的影响
2.2.1低压缸在丧失轴加风机产生的危害
（1）轴封蒸汽会沿着轴向流向汽机房，低压缸的两端会有大量的蒸汽冒出。
（2）比正常运行时更多的轴封蒸汽流向低压缸的排气端，蒸汽流向紊乱造成低压缸大轴的振动，末级叶片尾端有较大的温差和不平衡的压力，对末级叶片造成很大的损伤。
（3）低压缸轴封蒸汽供汽管线分布不同，造成低压缸轴封处轴封供汽压力不同。当轴封母管压力下降，个别低压缸轴封处的压力低于大气压或者略高于大气压，会使外界空气进入低压缸，造成低压缸的真空度降低，影响机组的正常运行。
2.2.2针对低压缸的影响建议采取以下措施
（1）隔离汽轮机厂房运转层以及地面层，避免轴封漏气伤人。
（2）操纵员密切关注汽轮机转子轴振动情况，当转子振动达到高1（≥0.17mm）且除此外其他任一转子振动高2（≥0.30mm），会自动触发停机，继而执行规程AOP-332（汽轮机甩负荷）。
（3）查看就地轴封压力，确保所有的低压缸轴封压力在15Kpa以上，如果有较大的欲量，可以适当降低轴封供汽的压力，减少轴封蒸汽外漏量，减少润滑油的进水量。
（4）监视低压缸排气温度，一旦出现温度异常执行AOP-333（主汽轮机故障）。
2.3、对润滑油的影响
丧失轴加风机后，由于主油箱处负压使轴承处的压力较低，导致轴承润滑油进水。
2.3.1润滑油含水量高对汽轮机的影响
（1）润滑油中含水量增加，增大汽轮机轴承的机械摩擦，从而损坏轴瓦，同时使得汽轮机润滑油温度升高，加速油质的恶化。当含有空气分子的润滑油进入汽轮机调节系统，造成调节系统的震动，进而影响汽轮机的运行。
（2）机组调节保安系统各油门、活塞、滑阀等部件的间隙十分精细，油中带水将会使之锈蚀，产生错油门、滑阀或者活塞卡涩，滑阀振动等一系列现象，造成调节保安系统拒动，危及机组安全。
（3）危急遮断器弹簧锈蚀产生疲劳，会造成正 常运行危急遮断器误动，或危急遮断器飞锤卡涩，转子超速时，危急遮断器拒动。
（4）汽轮机的轴承箱中设置有电磁线圈变送器，电磁线圈和润滑油中的水分相接触，导致电磁线圈变送器的保护失灵，严重影响汽轮机的安全、稳定运行。
2.3.2针对润滑油的影响可以采取以下的措施来缓解
（1）确认润滑油系统就地控制柜的运行模式为脱水模式，如若不是则迅速切换至脱水模式。
（2）将临时滤油器接入润滑油系统，润滑油系统的油净化单元和临时滤油器同时滤油。
（3）持续监测润滑油的油质。
（4）持续监测轴承的温度，当轴承温度达到99℃会报警，轴承温度到达107℃时手动跳机，进而执行AOP-332（汽轮机甩负荷）。
（5）持续监视转子的振动。
（6）当轴承润滑油回油温度超过77℃，会产生报警。执行LOS-401（汽轮发电机组润滑油系统报警响应规程）进行响应。
2.4、对轴封冷凝器的影响
当轴加风机丧失，轴封蒸汽的回汽量减少，导致轴封冷凝器壳侧液位降低。
2.4.1丧失轴加风机对轴封冷凝器的危害
（1）对于系统中热回收不利，影响电厂核功率。
（2）轴加风机丧失导致轴封回气减少，轴封冷凝器壳侧液位降低，水位过低会使气体进入轴封冷凝器和凝结水回收箱之间的管道，可能引起管道振动。
（3）造成MSV/ICV/RSV/GV阀杆漏气排气不畅，对阀杆密封面造成损害。
2.4.2针对轴封冷凝器的影响可以采取的措施：
（1）持续监测一回路的温度，控制核功率电功率稳定。
（2）就地监视轴封冷凝器到凝结水回收箱的管道的振动，查看主汽阀、主调阀、再热气阀、再热调阀有无漏气。
3、注意事项与改进措施：
（1）由于低压缸的轴封管道蒸汽分配不均，导致低压缸各个轴封侧的压力不同，如果降低轴封供气的压力，会导致原本压力比较低的低压缸轴封侧，少量空气漏入凝汽器，导致凝汽器真空降低，因此在调节轴封供气压力时，就地现场查看压力较低的轴封供气侧，主控操纵员查看凝汽器真空度。
（2）润滑油房间现在并没有配置临时脱水装置，如果发生润滑油进水事件，单纯的润滑油净化脱水装置的除水能力会使机组的健康运行时间大大降低，就地配置临时脱水装置十分必要。
（3）由于需要监视的数据较多，建议在主控室派遣一位操作员来关注轴承温度，润滑油的温升等可能引起停机的数据。此条建议可以在后续将双台轴加封机丧失的响应添加到GSS-401中作为注意事项，列入到规程中。
（4）现有规程GSS-401中并没有应对此类工况的措施，建议升版规程，加入丧失两台轴加风机应该的响应，以及上述内容中需要重点关注的可能影响电厂正常运行的参数。
（5）加强对于润滑油的滤油装置操作培训。
（6）模拟机培训中模拟丧失双台轴加风机的场景中，并没有现场高压缸排气，低压缸轴封蒸汽排放对于设备和机组运行状态的影响，模拟机所呈现的丧失双台轴加风机的影响是不全面的，因此根据模拟机的事故所制定的应对措施也是不全面的，在模拟机培训中加入此内容。
4、总结：
双台轴加风机丧失不会使机组正常运行产生瞬时的停机停堆，但是如果不及时恢复，对机组的正常运行将产生非常大的考验，严重时汽轮机轴承的磨损，大轴的变形也极易发生。同时丧失轴加风机，可能导致汽机房多处漏蒸汽，严重威胁工作人员的安全。如果润滑油进水，油质恶化，将严重影响后续机组的启动，延长启动时间。所以当发生双台轴加风机丧失事件时，采取有效措施尽量减小事件对电厂的损害，保护电厂设备，降低停机风险。尽可能避免人员受伤，避免润滑油恶化，在后续启动机组的过程中，不会受制于设备和油质的原因，拖延启动时间，提高机组发电量。
论文作者:田治翔
论文发表刊物:《防护工程》2019年20期
论文发表时间:2020/3/8
标签：汽轮机论文; 润滑油论文; 风机论文; 蒸汽论文; 低压论文; 冷凝器论文; 轴承论文; 《防护工程》2019年20期论文;