CN112879107A - 一种轴封辅助汽源热备用装置及其控制方法 - Google Patents

一种轴封辅助汽源热备用装置及其控制方法 Download PDF

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令彤彤
宋晓辉
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Abstract

本发明公开了一种轴封辅助汽源热备用装置，高压缸、中压缸及低压缸的轴封体蒸汽入口与轴封蒸汽母管相连通；辅汽管道经轴封供汽调节门后分为两路，其中一路与轴封蒸汽母管相连通，另一路经第一预暖阀及节流孔与低压加热器相连通；轴封溢流管道经轴封溢流调节门与低压加热器相连通；中压缸的抽汽经汽轮机抽汽管道及抽汽逆止门后分为两路，其中一路与抽汽用户相连通，另一路经第二预暖阀与辅汽管道相连通，该装置能够保证机组运行的安全性，同时避免造成高品质蒸汽的浪费。

Description

一种轴封辅助汽源热备用装置及其控制方法
技术领域
本发明属于电厂汽轮机节能与安全运行技术领域，涉及一种轴封辅助汽源热备用装置及其控制方法。
背景技术
轴封系统是电站汽轮机的重要组成部分，其主要功能是将合格蒸汽供入汽轮机各缸端部，防止蒸汽沿汽缸轴端向外泄露，甚至窜入轴承箱致使润滑油中进水，阻止空气漏到真空轴封中引起凝汽器真空下降，是维持凝汽器真空、保证汽轮机安全运行的重要系统。
在机组启动阶段，轴封用汽由辅助蒸汽系统提供，通过轴封供汽阀组调节压力后进入汽轮机端部。汽轮机在升负荷过程中，高压缸进汽流量增加，高压缸端部轴封漏汽经轴封母管向低压缸轴封供汽，轴封蒸汽汽源由辅助蒸汽逐步过渡至高压缸汽封漏汽，达到自密封效果。同时，系统设置一路轴封蒸汽溢流管路，将多余蒸汽排至凝汽器或低压加热器。
汽轮机端部汽封间隙是决定蒸汽泄漏量的重要因素，汽封间隙较大会造成汽轮机高中压缸内部蒸汽泄漏过多，减少蒸汽做功，影响机组经济性。轴封间隙较小，当主机轴封处温度发生显著变化，高、中压缸端部轴封及轴封处大轴会发生急剧冷却收缩，有可能导致轴封或汽缸内部动静部分碰磨，进而导致汽轮机大轴在轴封处抱死，不仅影响机组正常运行，更有造成严重安全事故的风险。
近年来，随着国家节能减排工作的不断开展，为提高机组运行的经济性，各种高效、新型和可靠的汽封新技术应运而生。目前，我国电力行业新建主流1000MW、660MW机组高、中压缸轴封间隙已减少至 0.3mm级别。很多旧电厂也通过改造汽封结构，减小汽轮机端部汽封间隙，达到了降低煤耗，提高机组运行效率的目的。随着新技术的推进，相应的问题也随之而来，国内已有不少电厂发生过因轴封供汽温度剧烈变化造成轴封抱死的问题。分析其原因，大部分抱死工况均发生在机组停机或事故跳闸过程中。停机时，轴封蒸汽由自密封切换为辅助蒸汽，由于辅助蒸汽至轴封供汽管道长期未有蒸汽过流，造成管道存汽温度较低，进入汽缸后造成轴封体和大轴急剧冷却，发生抱死。鉴于这种情况，不少电厂在运行中，或是设置轴封供汽阀门最小供汽开度，使阀门不能全关，或是长开管道疏水，以保持轴封供汽管道处于热备用状态。这两种方式保障了机组的安全性，却也同样造成了高品质蒸汽的浪费，与轴封改造的目的南辕北辙。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种轴封辅助汽源热备用装置，该装置能够保证机组的安全性，同时避免造成高品质蒸汽的浪费。
为达到上述目的，本发明所述的轴封辅助汽源热备用装置包括高压缸、中压缸、低压缸、轴封蒸汽母管、轴封供汽母管、轴封供汽调节门、第一预暖阀、节流孔、低压加热器、轴封溢流管道、轴封溢流调节门、汽轮机抽汽管道、抽汽逆止门及第二预暖阀；
高压缸、中压缸及低压缸的轴封体蒸汽入口与轴封蒸汽母管相连通；
辅助蒸汽联箱的出口与辅汽管道相连，辅汽管道经轴封供汽调节门后分为两路，其中一路与轴封蒸汽母管相连通，另一路经第一预暖阀及节流孔与低压加热器相连通；
轴封溢流管道经轴封溢流调节门与低压加热器相连通；
中压缸的抽汽口经汽轮机抽汽管道及抽汽电动门门后分为两路，其中一路与抽汽用户相连通，另一路经第二预暖阀与辅汽管道相连通。
辅汽管道经轴封供汽调节门及及轴封供汽母管与轴封蒸汽母管相连通。
中压缸的抽汽口经汽轮机抽汽管道、抽汽逆止门及抽汽电动门后分为两路。
第二预暖阀与辅汽管道的连接位置位于轴封供汽调节门的入口之前。
轴封溢流管道与轴封蒸汽母管的连接位置位于高压缸与中压缸之间。
轴封供汽管道与轴封蒸汽母管的连接位置位于中压缸与低压缸之间。
一种轴封辅助汽源热备用装置的控制方法包括以下步骤：
当机组启动投用轴封时，将轴封溢流调节门全关，开启轴封供汽调节门，同时关闭第一预暖阀及第二预暖阀；
随机组负荷上升，将轴封供汽调节门逐步关闭，再开启轴封溢流调节门，当轴封供汽调节门的开度≤3％，且轴封溢流调节门的开度≥3％时，则开启第一预暖阀及第二预暖阀；
当机组停机时，当轴封供汽调节门的开度≥3％，且轴封溢流调节门的开度≤3％时，则关闭第一预暖阀及第二预暖阀；
机组事故工况跳闸或甩负荷时，则关闭第一预暖阀及第二预暖阀。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的轴封辅助汽源热备用装置在具体工作时，通过轴封供汽调节门及轴封溢流调节门的开度判断轴封系统的运行状态，在自密封后，将辅汽管道与汽轮机抽汽管道连通，中压缸抽取的暖管蒸汽流通至辅汽管道，再反向流通至辅助蒸汽联箱；同时将轴封供汽母管与低压加热器相连通，蒸汽由轴封蒸汽母管反向流通至轴封供汽母管，再流通入低压加热器中，以保证辅汽管道及轴封供汽母管随时保持在热备用状态，同时使得暖管蒸汽得到有效利用，维持机组经济性及安全性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
其中，1为高压缸、2为中压缸、3为低压缸、4为轴封供汽调节门、 5为轴封溢流调节门、6为第一预暖阀、7为节流孔、8为第二预暖阀、9 为抽汽逆止门、10为抽汽电动门、11为辅助蒸汽联箱、12为低压加热器、13为轴封蒸汽母管、14为轴封供汽母管、15为轴封溢流管道、16 为辅汽管道。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参考图1，本发明所述的轴封辅助汽源热备用装置包括高压缸 1、中压缸2、低压缸3、轴封蒸汽母管13、轴封供汽母管14、轴封供汽调节门4、第一预暖阀6、节流孔7、低压加热器12、轴封溢流管道15、轴封溢流调节门5、汽轮机抽汽管道、抽汽逆止门9及第二预暖阀8；高压缸1、中压缸2及低压缸3的轴封体蒸汽入口与轴封蒸汽母管13相连通；辅助蒸汽联箱11的出口与辅汽管道16相连，辅汽管道16经轴封供汽调节门4后分为两路，其中一路与轴封蒸汽母管13相连通，另一路经第一预暖阀6及节流孔7与低压加热器12相连通；轴封溢流管道15经轴封溢流调节门5与低压加热器12相连通；中压缸2的抽汽口经汽轮机抽汽管道及抽汽电动门10后分为两路，其中一路与抽汽用户相连通，另一路经第二预暖阀8与辅汽管道16相连通。
辅汽管道16经轴封供汽调节门4及轴封供汽母管14与轴封蒸汽母管13相连通；第二预暖阀8与辅汽管道16的连接位置位于轴封供汽调节门4的入口之前；
轴封溢流管道15与轴封蒸汽母管13的连接位置位于高压缸1与中压缸2之间；轴封供汽母管14与轴封蒸汽母管13的连接位置位于中压缸2与低压缸3之间。
本发明所述的轴封辅助汽源热备用装置的控制方法包括以下步骤：
当机组启动投用轴封时，将轴封溢流调节门5全关，开启轴封供汽调节门4，同时关闭第一预暖阀6及第二预暖阀8；
随机组负荷上升，将轴封供汽调节门4逐步关闭，再开启轴封溢流调节门5，当轴封供汽调节门4的开度≤3％，且轴封溢流调节门5的开度≥3％时，则开启第一预暖阀6及第二预暖阀8；
当机组停机时，当轴封供汽调节门4的开度≥3％，且轴封溢流调节门5的开度≤3％时，则关闭第一预暖阀6及第二预暖阀8；
机组事故工况跳闸或甩负荷时，则关闭第一预暖阀6及第二预暖阀 8。
本发明既可用于新建机组,也可用于现有机组改造，机组运行时维持轴封辅助蒸汽在热备用状态，停机或事故跳闸时，保证供向轴封系统的辅助蒸汽温度不出现巨大波动，避免出现轴封体与大轴摩擦，乃至抱死的安全事故。

Claims (7)

1.一种轴封辅助汽源热备用装置，其特征在于，包括高压缸(1)、中压缸(2)、低压缸(3)、轴封蒸汽母管(13)、轴封供汽母管(14)、轴封供汽调节门(4)、第一预暖阀(6)、节流孔(7)、低压加热器(12)、轴封溢流管道(15)、轴封溢流调节门(5)、汽轮机抽汽管道、抽汽逆止门(9)及第二预暖阀(8)；
高压缸(1)、中压缸(2)及低压缸(3)的轴封体蒸汽入口与轴封蒸汽母管(13)相连通；
辅助蒸汽联箱(11)的出口与辅汽管道(16)相连，辅汽管道(16)经轴封供汽调节门(4)后分为两路，其中一路与轴封蒸汽母管(13)相连通，另一路经第一预暖阀(6)及节流孔(7)与低压加热器(12)相连通；
轴封溢流管道(15)经轴封溢流调节门(5)与低压加热器(12)相连通；
中压缸(2)的抽汽口经汽轮机抽汽管道及抽汽电动门(10)后分为两路，其中一路与抽汽用户连通，另一路经第二预暖阀(8)与辅汽管道(16)相连通。
2.根据权利要求1所述的轴封辅助汽源热备用装置，其特征在于，辅汽管道(16)经轴封供汽调节门(4)及轴封供汽母管(14)与轴封蒸汽母管(13)相连通。
3.根据权利要求1所述的轴封辅助汽源热备用装置，其特征在于，中压缸(2)的抽汽口经汽轮机抽汽管道、抽汽逆止门(9)及抽汽电动门(10)后分为两路。
4.根据权利要求1所述的轴封辅助汽源热备用装置，其特征在于，第二预暖阀(8)与辅汽管道(16)的连接位置位于轴封供汽调节门(4)的入口之前。
5.根据权利要求1所述的轴封辅助汽源热备用装置，其特征在于，轴封溢流管道(15)与轴封蒸汽母管(13)的连接位置位于高压缸(1)与中压缸(2)之间。
6.根据权利要求1所述的轴封辅助汽源热备用装置，其特征在于，轴封供汽母管(14)与轴封蒸汽母管(13)的连接位置位于中压缸(2)与低压缸(3)之间。
7.一种轴封辅助汽源热备用装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
当机组启动投用轴封时，将轴封溢流调节门(5)全关，开启轴封供汽调节门(4)，同时关闭第一预暖阀(6)及第二预暖阀(8)；
随机组负荷上升，将轴封供汽调节门(4)逐步关闭，再开启轴封溢流调节门(5)，当轴封供汽调节门(4)的开度≤3％，且轴封溢流调节门(5)的开度≥3％时，则开启第一预暖阀(6)及第二预暖阀(8)；
当机组停机时，当轴封供汽调节门(4)的开度≥3％，且轴封溢流调节门(5)的开度≤3％时，则关闭第一预暖阀(6)及第二预暖阀(8)；
机组事故工况跳闸或甩负荷时，则关闭第一预暖阀(6)及第二预暖阀(8)。
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