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　　摘　要：介紹GE公司660MW機組汽輪機軸封系統的主要特點，通過現場試驗和理論分析對試運階段出現的潤滑油帶水、低壓軸封母管振動大、汽機真空低等一系列問題進行了處理和改進，有效地提高了機組的安全性和經濟性。
　　華能德州發電廠三期汽輪機為660MW亞臨界、一次中間再熱、單軸四缸四排汽、凝汽式汽輪機，由美國通用電氣公司(GE)制造。在機組試運階段，由于軸封系統設計和安裝問題，出現了油中進水，低壓軸封母管振動大，汽輪機真空低等影響機組安全和經濟運行的問題，通過對軸封系統現場試驗和理論分析，找出了問題的根本原因并進行了改進，從而改善了機組運行的經濟性和安全性。
　　1、主要特點
　　汽輪機的軸封系統采用自密封系統，軸封汽源由輔汽和主蒸汽提供。軸封系統由壓力調節裝置、蒸汽密封分流閥及軸封加熱器等設備及相應的閥門、管路系統構成。軸封系統的主要功能是向汽輪機、給水泵小汽輪機的軸封和主汽閥、調節閥的閥桿汽封供送密封蒸汽。高中壓前、后端汽封采用高低齒“尖齒”汽封，汽封片采用低硬度鐵素體材質鑲片，低壓汽封采用光軸尖齒結構的銅汽封，汽封環背襯彈簧可退讓。
　　壓力調節裝置由2個氣動供汽調節閥和1個泄放調節閥組成，氣動供汽閥和泄放閥由汽機MARK-V控制，軸封母管連有壓力變送器，并向MARK-V控制系統發送1個4～20mA信號，然后MARK-V調用控制邏輯，相應定位調節閥，以維持母管中壓力28kPa左右。每一調節閥都根據獨立的4～20mA信號滿量程運行，4mA對應全關，20mA對應全開。如果調節器的氣源斷氣，或者調節器控制系統出了故障，供汽閥執行機構彈簧將迫使供汽閥打開，泄放閥執行機構彈簧將迫使泄放閥關閉。這種設計確保了汽輪機軸的連續密封。使用每個閥門上的手輪可以關閉供汽閥和泄放閥。
　　蒸汽密封分流閥是1個三通氣動閥，由MARK-V控制系統控制，通常將過量的軸封蒸汽導入低壓出口加熱器與汽輪機抽汽混合并在給水加熱器中冷凝。對4個溫度測點監測，一旦出現蒸汽進入汽輪機而不是進入給水加熱器，分流閥都自動把這些過量的蒸汽導入主凝汽器。
　　50%負荷以上時，高中壓缸漏氣進入軸封母管的蒸汽超過了軸封系統的需要，多余的部分通過泄放閥排到1號低壓加熱器或凝汽器中。從循環效率的觀點來看Z好將這些蒸汽排到低壓加熱器，該泄放閥蒸汽溫度在滿負荷下可能高達398．9℃，但在通常條件下其數量較小并且不進入主汽輪機。
　　2、汽機油中進水問題的處理
　　機組在調試階段出現了汽機油中進水的情況，負荷在300～400MW之間時，軸封母管壓力可以維持在0.03MPa以下；在500MW以上時，雖然軸封溢流閥全開，軸封高壓腔室漏氣閥門(至凝汽器)全開，軸封母管壓力仍維持在0.045MPa左右，Z大曾達到0.062MPa，初步認為油中進水是由于軸封壓力偏高造成的。
　　當機組正常運行時高壓內缸前軸封與高壓外缸段前軸封(由內往外數)之間的汽室，直接通往高壓內、外缸之間的夾層，使高壓內缸前軸封的大部分漏汽排入高壓內、外缸夾層或1號抽汽管道上；高壓外缸前、后段軸封及中壓缸段軸封的漏汽，分別經過各自的節流孔板之后，接到中壓缸排汽管道上，即4號抽汽管道上；高壓外缸前、后第二段軸封、中壓缸第二段前軸封和段后軸封、小汽輪機的段前軸封的漏汽，均接到汽輪機低壓缸前、后軸封進汽管道上。
　　決定對釉封系統設計及霄道連接進行檢查，請GE公司對軸封溢流站進口母管管徑(Z小處為108mm)進行確認，是否偏小；檢查確認高壓主汽門門桿漏汽的管道連接情況；檢查高壓缸前軸封連接是否符合汽封系統的P&ID；對1、2、3號軸封漏汽至凝汽器的節流孔板進行核對，是否設計偏小或管路不通；檢查軸封溢流閥是否暢通，軸封供汽閥門是否嚴密等。
　　檢查高壓主汽門門桿漏汽的管道連接發現，不符合設計現定(高壓主汽門漏汽低壓側應接至軸封供汽母管，高壓側應接至軸封回汽)，當負荷高時高壓漏汽直接進入了軸封母管并超壓。改造后有效果，但負荷500MW以上時壓力仍高達0.056MPa。利用停機消缺進行檢查發現，高壓前軸封連接出現錯誤，2號腔室其中1根軸封漏汽管道誤接到3號軸封腔室(3號腔室為軸封供汽腔室)，結果造成軸封母管壓力隨負荷的升高而升高。恢復后，軸封壓力調整正常，消除了汽機油中進水的問題。
　　3、軸封系統調整及改進
　　3.1低壓軸封母管加裝疏水點
　　低壓軸封供汽由軸封母管分別進入A、B凝汽器，在凝汽器內經一段蛇形管(該管實際作用為軸封冷卻器)，然后經汽水分離器，Z后進入汽封供汽腔室。低壓軸封母管管線較長，由于沒有設計疏水點，在軸封投入初期管道振動較大，特別是熱態啟動延長了啟動時間。軸封腔室內積水較多，以致進入軸加風機及排汽管內積水。由于進入軸封腔室內的不是微過熱蒸汽，而是飽和蒸汽，不能有效地起密封作用，破壞了軸封的正常工作，影響了真空嚴密性。將A、B凝汽器內前后汽封供汽的汽水分離器下部接口絲堵拆除，改裝疏水管，將該管引至凝汽器外部并加裝閥門。經改進后，低壓軸封的供汽溫度滿足了GE公司不低于149℃的要求。汽機真空改善，管道振動消除。
　　LP部分轉子及缸體材料不能承受高溫。高負荷時，進入LP密封的蒸汽通過凝汽器內密封管路而被充分冷卻。但是，在低負荷時，由于凝汽器內提供的冷卻量較少，提供給軸封蒸汽母管的蒸汽溫度必須低于399℃，長時間處于399℃以上，LP轉子及殼體的材料性能會降低。若要長期運行，對超過399℃的節流蒸汽應降溫，以作為密封蒸汽源。
　　3.2高壓供汽節流閥的調整
　　GE公司對軸封供汽的壓力和溫度有一定的要求。因為供汽溫度如果與汽輪機本體部件溫度(特別是轉子的金屬溫度)差別太大，將使汽輪機部件產生過大的熱應力，這種熱應力將造成汽輪機部件壽命損耗的加劇，同時還會造成汽輪機動、靜部分的相對膨脹失調。由于密封蒸汽引起的膨脹及收縮僅發生在端部密封區域，在差脹值上反映不出來，這將直接影響汽輪機組的安全運行。熱態啟動為了減少熱應力，軸封汽源Z好采用主蒸汽，由于主蒸汽參數比軸封系統所需要的壓力高，因此需要調整手動節流閥將入口壓力降到軸封壓力調節器可以接受的大小。節流閥設置程序如下：打開軸封供汽壓力節流閥(SSPTV)上游的疏水閥；關閉軸封供汽壓力節流閥(SSPTV)，并打開軸封供汽隔離閥(SSPSV)。確保壓力調節進汽閥(SSFV)和泄放閥(SSDV)的旁路閥處于關閉狀態；切斷SSFV和SSDV控制閥的空氣供應；檢查已經建立了Z小蒸汽密封入口供汽壓力；用手輪全開SSFV；用手輪全關SSDV；在凝汽器真空大于一50.8kPa時緩慢打開節流閥(SSPTV)，在蒸汽密封聯箱中建立103kPa(表壓)壓力，隨著凝汽器真空度增大可能需要調節該閥，當該條件建立時，拆下閥門手輪或用一把適宜的鎖固定閥門，因為以后它將用作一個固定孔板；將SSFV與SSDV手輪返回到正常操作位置并向閥門供氣，恢復正常自動模式。
　　在啟動時，當軸封壓力低于25%的額定節流壓力情況下，通過調整軸封進汽旁路閥輔助進汽壓力調節閥獲得所需的蒸汽流量。一旦節流壓力升高到足以自動維持蒸汽密封時，旁路閥將關閉。如果它保持打開，過量的蒸汽將自動通過泄放閥到分流閥或直接排到凝汽器。這將不會影響汽輪機運行，只是會導致熱效率的少量損失。
　　4　結束語
　　GE660MW機組軸封系統設計充分考慮了經濟性和熱應力控制，壓力調節裝置由汽機控制系統MARK-V控制和監控，明顯提高了控制的可靠性和穩定性，但系統設計過于簡化，如小機軸封進汽和回汽沒有設計截止門；低壓軸封處缺溫度測點：低壓軸封母管沒有疏水點；軸加風機不能實現遙控操作，軸加水位、負壓沒有進入DCS畫面等。以上問題在調試階段逐一進行了改進。軸封系統的狀況對機組的安全運行較為重要，要根據汽輪機狀態選擇軸封進汽汽源，避免軸封蒸汽與汽輪機轉子溫度過度失配。