上汽1000MW超超临界汽轮机汽封及门杆漏汽改造

上汽1000MW超超临界汽轮机汽封及门杆漏汽改造

摘要：汽轮机汽封及门杆漏汽是汽轮机结构造成的一种漏汽损失，其泄漏量及

漏汽的回收，不仅关系汽轮机的经济运行，也关系机组的安全运行。本文详细介

绍某电厂上汽1000MW超超临界汽轮机轴封及门杆漏汽改造，有效的解决了机组

运行过程中轴封母管压力频繁波动、阀门门杆密封外漏影响现场环境、阀门门杆

密封内漏影响机组背压的问题，具有借鉴及推广意义。

关键词：超超临界汽轮机、门杆漏汽、中压联通管、机组背压

1 前言

某电厂2×1000 MW超超临界间接空冷燃煤项目，汽轮机为上海汽轮机厂提供，型号为NJK1000-28/600/620（上汽厂内型号C192），汽轮机不设调节级，采用全

周进汽、滑压运行的方式（30%至满负荷）。配置两个高压主汽联合汽阀、两个

中压主汽联合汽阀及一个补汽阀。

高压主汽联合汽阀位于高压缸两侧，在水平位置与高压缸用螺栓连接；两个

中压主汽联合汽阀位于中压缸两侧，在水平中心位置与中压缸用法兰连接。高压

主汽阀、中压主汽阀阀壳内均装有永久滤网以过滤蒸汽中杂质。补汽阀悬吊于高

压缸下，双进、双出、四通，分别从左、右高压主汽阀、高压调节汽阀之间抽汽，补入高压缸第5级后，在高压调节汽阀完全开启后，控制额外蒸汽进入高压缸以

使汽轮机在额定功率外再增加一部分输出功率，用于响应机组一次调频。

2 汽封系统简介

轴封系统为自密封系统，其压力和温度是自动控制的，为满足机组在低负荷下

轴端密封的需要，另从辅汽联箱引接一路汽源，经过减温减压装置后，送至轴封

控制站前。因机组在高负荷下形成自密封，轴封控制站不再向轴封母管供给密封

蒸汽，轴封控制站前蒸汽温度逐渐降低。若机组在高负荷下突然甩负荷，汽轮机

不具备形成自密封条件，为防止轴封控制站前冷蒸汽进入轴封母管，导致汽轮机

转子抱死，在轴封控制站前设置一电加热装置。正常运行时，电加热装置能自动

控制轴封控制站前蒸汽温度保持在280～320℃。轴封系统还设有溢流泄压装置，

可以保证汽轮机高负荷下，高压轴封漏汽量较大时，仍维持轴封母管压力在

3.5KPa附近：。

3 轴封回汽及门杆漏汽回收利用

为减少轴封及门杆漏汽损失，提高机组效率，设计将高、中、低压缸轴封外

部腔室漏汽引入轴封加热器，用于加热凝结水；将高压主汽阀门杆漏汽、高压调

节阀门杆漏汽、补汽阀门杆漏汽及高压缸轴端汽封内部腔室漏汽引接至中压联通管，然后进入中压缸继续做功，将高压缸U型密封环漏汽、高压缸密封环漏汽、

中压主汽阀门杆漏汽、中压调节阀门杆漏汽引接至凝汽器疏水扩容器。

4 运行中存在的与汽封及门杆漏汽有关的问题

机组自投运以来出现以下问题：

(1)#1机组高压调节阀门杆处，在高负荷下有一定量的蒸汽沿高压调节阀门杆外漏至空气中，一方面影响现场环境，另一方面外漏的蒸汽飘至阀门控制油管路，引

起控制油管路管路温度升高，有导致控制油加速变质风险（泄漏点如图一所示）。

图一:高调门门杆漏汽处

(2)#1机组背压超过设计值，真空严密试验长期不合格，使用氦气检漏法，查找凝

汽器负压系统漏点，发现在中压主汽阀、中压调节汽阀处有大量空气漏入凝汽器，是导致机组真空严密性试验不合格的直接原因。

(3)#2机组背压超过设定值，真空严密试验长期不合格，使用氦气检漏法，查找凝汽器负压系统漏点发现，在左侧高调门处有大量空气漏入凝汽器，怀疑高压缸U

型密封环漏汽至凝汽器管道上有裂纹出现（该处保温与汽轮机高压缸缸体保温连

在一体，缸体温度较高不具备拆保温查看条件）。

(4)机组正常运行时多次发现轴封压力大幅波动，稳定机组负荷，并将轴封进汽调门、轴封溢流调门解自动后，压力波动仍不消失。

5 改造内容

(1)将高压主汽阀门杆漏汽、高压调节汽阀门杆漏汽管道由中压联通管道改至轴封

溢流站前（该处压力较中压联通管道低），增大门杆漏汽回汽量，防止蒸汽外漏，如图二所示：

图二：改造后的门杆漏汽管道

(2)将中压主汽阀、中压调节汽阀门杆漏汽管道由凝汽器改至轴封溢流站前（该处

压力较凝汽器压力高），减小门杆漏汽回汽量，防止空气内漏，如图四所示。(3)利用机组短暂停运机会，在高压缸U型密封环漏汽至凝汽器管道上增加一手动门，调节手动门开度，在该管道内形成正压环境，防止外界空气沿着管道裂纹进

入凝汽器。

(4)取消轴封压力取样管与轴封母管连接处的直管段，改为倾斜管段，当取样管内

出现积水时，能在重力作用下自动排出，从而保证压力测量值的准确性，如图三

所示：

图三：轴封压力取样管与轴封母管管道

6 改造效果及结论

(1)自轴封改造项目完成以后，经历近一年的的运行考验，现场未再次发生，门杆

漏汽泄漏至空气中现象，也未再次发生轴封母管压力波动现象，充分验证了改造

效果，有效的保证了机组运行安全。

(2)利用机组高负荷机会对#1机组进行真空严密性试验（真空严密性试验要求机组带80％以上额定负荷），真空下降速度由原来的A凝汽器815Pa/min、B凝汽器350Pa/min，变为A凝汽器45Pa/min、B凝汽器42Pa/min，真空严密性均达到优

秀标准。（湿冷机组真空严密试验优秀标准值为：133Pa/min）

(3)利用机组高负荷对#2机组进行真空严密性试验，真空下降速度由原来的A凝

汽器910Pa/min、B凝汽器82Pa/min，变为A凝汽器55Pa/min、B凝汽器

45Pa/min，真空严密性均达到优秀标准。

参考文献：

[1] 上汽电气集团股份有限公司.NJK1000-28/600/620型1000MW超超临界汽

轮机运行维护说明[R].上海：上汽电气集团股份有限公司，2016。

[2]DL∕T 863-2016 汽轮机启动调试导则[S].中华人民共和国电力行业标准，备案号:56222-2016