此管段由上升段和水平段组成,轴封汽在经过此管段时,一方面由于汽压低、流速慢;另一方面由于凝汽器内温度只有30℃左右(见表1),冬季时更在30℃以下,该管段在低压外缸内部是没有保温的,当低速流动的接近于湿饱和蒸汽的轴封汽经过时,很容易被冷却而使部分蒸汽凝结成水,如果该管段(如图上管段2所示)在结构布置上容易聚集水的话,那么此管道内会逐渐聚集较多的凝结水。当轴封供汽压力升高、流速加快时相应的温度也逐渐上升,此时快速流动的轴封汽在流经该管段时就会与该管段上结聚的低温凝结水产生热交换,从而发生水击引起该管道振动。从#6机启动后该管段曾多次发生振动这一情况分析,低压缸后轴封供汽管道在低压外缸内部的水平管段在结构上可能存在有结聚凝结水的管段,这也区别了其它机组及#6机低压缸前轴封供汽管道在相同运行工况下未发生振动的缘故。当夏季环境温度升高时,汽轮机低压缸排汽温度也相应升高至40℃左右,此时汽平衡、轴封汽管道由于管壁内外温差的缩小,管道内的蒸汽就不易被冷却而凝结成水,这也是夏季#6机低压缸内部不易产生振动的原因。综上所述,低压缸后轴封供汽管道在低压外缸内部的水平管段在结构上布置不合理是产生振动的主要原因。
表1(3月21日#1~#6汽轮机额定负荷下的有关参数)
机组号 | 除氧器压力(MPa) | 除氧器温度(℃) | 轴封汽压力(MPa) | 低压轴封汽温度(℃) | 凝汽器真空(kPa) | 排汽温度(℃) |
#1 | 0.42 | 153 | 0.023 | 133.6 | 98.2 | 31 |
#2 | 0.49 | 157.3 | 0.015 | 132 | 99.9 | 31 |
#3 | 0.40 | 154 | 0.03 | 126.6 | 98.8 | 29.5 |
#4 | 0.468 | 156.8 | 0.03 | 130.7 | 98.8 | 31 |
#5 | 0.49 | 157.8 | 0.03 | 134 | 98.5 | 29.5 |
#6 | 0.465 | 156.6 | 0.02 | 128.3 | 98.8 | 29 |
注:表中压力为表压力
2. 今年3月份在高负荷情况下出现持续振动的原因分析:a、今年1月9日,#6机组小修后投入运行,运行中发现汽轮机高压汽缸后轴封第一腔室向外漏汽量较大,致使与之靠近的前轴承箱窥视窗与前轴承箱回油管窥视窗内有较多水珠,说明漏汽已部分进入汽轮机前轴承箱内(箱内微负压),进而影响汽轮机润滑油油质。因高压汽缸后轴封第一腔室向外漏汽暂时无法处理,因此技术组从3月16开始,要求运行值班员在不影响凝汽器真空的前提下尽可能保持轴封汽压力在低位运行,以减少轴封汽漏入油系统的汽量。b、#6汽轮机低压汽缸内部3月份出现频繁振动后,在对振动原因进行检查时,发现轴封供汽母管向低压缸后轴封供汽管道(五米层上方)有部分小修后尚未进行管道保温处理。因此,3月16日后轴封供汽压力持续地低位运行与低压缸后轴封供汽管道部分未进行保温是导致低压汽缸振动的诱因。
由于降低轴封供汽压力(低压轴封汽压在0.013MPa左右)运行后,轴封供汽管内蒸汽流动速度减缓、3月份环境温度与低压缸排汽温度相对较低(见表一)和低压缸后轴封供汽管道有部分小修后未进行保温的原因,此时轴封汽在流经低压缸供汽管道时,管内蒸汽已接近于饱和蒸汽,机组在低负荷运行时,除氧器随机组滑压运行,此时除氧器汽平衡压力、温度较低,相应地轴封供汽温度也随之下降,如3月19日3:53~7:25时段内,#6机100MW负荷运行时,低压缸轴封进汽温度仅110℃左右,比正常值(正常值在130℃左右)偏低20℃,这个时段轴封汽在流经低压轴封供汽管道时,可能会有部分蒸汽凝结成水,而该管段(如图上管段2所示)在结构布置上又容易结聚水的话,当机组负荷升高,相应地轴封汽温度升高时,较高温度的轴封汽流经该管道时就会与管道内积聚的凝结水发生热交换而出现水击振动。运行中机组负荷的升、降变化,导致了低压汽缸后轴封供汽管道的频繁水击振动。
以上是本人对#6机低压汽缸内部振动情况的分析,其中对低压汽缸内部后轴封供汽管道在布置上可能存在的结水问题只是基于运行方面的分析判断,不一定正确,供参考。
来源:全国火电100-200MW级机组技术协作会2008年年会论文集