轴封加热器疏水系统优化改造探讨

火电站“轴封加热器”疏水方式的改进（北京保罗莎科技有限公司）1.序言“轴封加热器”（或“轴封冷却器”，简称“轴加”）是回热系统的首级加热器单元，汽侧冷凝水直接送往凝汽器，其工作状态直接影响凝汽器的真空。

2.“轴加”疏水系统存在的问题“轴加”疏水目前主要采用“U”型水封装置（下图为单级水封），依靠U型管中水柱的隔离“轴加”和凝汽器之间的汽（气）的连通并建立疏水通道。

“U”型水封装置受压力波动影响较大，水封经常会被“击穿”使“轴加”与凝汽器直通，往往真空大幅下降才被察觉。

主要原因是负压侧沿程阻力，加上水柱遇到真空产生汽化比重变小，由于真空侧的抽吸作用，造成水封被破坏。

因此水封装置最大的问题就是“击穿”。

有的电厂分析凝汽器真空破坏的诸多因素里，“轴加”占比还是很高的。

另外水封装置埋在地下，金属壁易腐蚀泄漏又不能及时发现，也是失去水封的一个原因。

单级水封示意图多级水封示意图一多级水封示意图二3. “轴加”装置体积过大，造成采购成本高、施工量大、占地多以及操作、维护等诸多困难。

首要的问题是为建立足够的水柱高度，需要较大空间。

按1kg/cm的压力算水柱就需要13.6m高，由于凝汽器标高的限制，只能向地下要空间，所以安装施工工作量很大。

4. 运行操作及维护检修复杂、繁琐水封装置启动初期包括运行中一旦失去水封，都要先向“U”型管中进行注水建立水封。

机组启动的初期，由于“轴加”负荷低，疏水温度高、比重小，水封重量也小，更容易被击穿，而此时正是系统压力不稳的的时期，所以水封装置击穿在启动期间更容易发生故障。

由于电厂负荷不稳定经常加减负荷，“轴加”进汽量也经常变化，使“轴加”中的水位波动较大。

水峰封随着也变化，动辄击穿失水，使“轴加”汽侧与凝汽器直接联通，凝汽器通过轴加风机与大气联通使凝汽器真空急剧下降，真空度降低1%，会造成蒸汽消耗量增加1%—2%，影响机组的安全和经济运行。

5.“轴加”疏水装置技改的思路由于“U”型管水封装置先天缺陷及不足，很多电厂都在想各种方法进行改进。

回收汽轮机轴封疏水课题改善报告下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。

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汽轮机轴封与疏水系统1 轴封系统汽轮机轴封系统的主要作用是防止高参数的蒸汽沿高压段轴端向外泄漏，并防止空气沿低压段轴端进入低压缸破坏凝汽器真空。

本机共有前、后两组轴端汽封。

前、后轴端汽封均采用迷宫式汽封，具有良好的密封性能。

前、后轴端汽封的第一段漏汽接至SSR接口，第二段漏汽导入汽封加热器（CF）。

2 疏水系统汽轮机疏水系统的主要作用是在机组启动、停机、低负荷运行或低参数运行时，汽轮机本体、阀门、蒸汽管道等都可能凝聚凝结水。

这些凝结水必须及时疏泄出去，避免造成汽轮机进水，而引起水冲击，导致机器损坏。

因此，合理布置疏水系统管路并及时疏水是保证汽轮机安全运行的必要条件。

本机组在主汽阀和调节阀壳上均设有疏水口，汽轮机本体上在调节级后设有一疏水口，各压力级的疏水采用逐级自流的方式。

由于上述各疏水口的压力不同，因此，必须按压力高低顺序依次导出，以利于疏水畅通。

④排汽系统本小机采用下排汽方式。

排汽经由真空排汽管道，通过真空蝶阀和排汽接管进入主机凝汽器。

为保证机组正常运行，在后汽缸和排汽管道上均设有压力和温度测点，作为排汽压力和排汽温度的保护。

排汽压力和排汽温度的限制值见《汽轮机启动运行说明书》。

为减少管道对设备的作用力，排汽管道上应设置有压力平衡式万能膨胀节，用以吸收管道和设备的较大热膨胀。

用户在安装支、吊架时，应考虑选用适当的弹簧刚度和适当的预载，使得膨胀节能够补偿管道的膨胀，并使汽机排汽口受力符合要求。

⑤滑销系统汽轮机在启动、停机和运行时，由于温度的变化，会产生热膨胀。

滑销系统的作用就是为了使机组的动、静部分能够按照预定的方向膨胀，保证机组安全运行。

滑销系统简图见图8－12图8－12本机组的基架浇死在基础上，而小汽机靠后汽缸处左右两撑脚座落在已焊于基架上的两个挠性支架上，汽缸两撑脚上距排汽中心线向后197毫米处各有一定位销，用以固定汽缸与基架的相对位置，并以此作为机组的绝对死点。

前汽缸与后汽缸通过螺栓连成一体，并在前支持轴承处挠性地支撑在基架上。

汽轮机组轴加疏水系统改造方案摘要以国内大型机组为例，以运行实践为基础，探讨了大型汽轮机组轴封加热器(以下简称轴加)及其热力系统的设计和运行问题，认为目前情况下，平东公司轴加疏水单级U型管水封疏水必须进行改造，对存在的问题进行了分析，提出了改造的设计要点。

一、概述平东热电有限公司#6、#7汽轮机为哈尔滨汽轮机厂生产的C140/ N210－12.75/535/535/0.981型超高压、一次中间再热、两缸两排汽、采暖用可调整抽汽、供热凝汽式汽轮机，自试运以来，两台机组真空系统严密性均较差，#6汽轮机最好时达到1.4kPa/min左右，#7汽轮机为3.5kPa/min左右，严重影响机组的经济性。

#6、#7机设计上轴加疏水水封采用多级水封方式，根据以往其它机组的运行经验，多级水封运行中易发生水封破坏现象，公司2006年10月对轴加疏水水封进行改进，改为单级水封。

U 型水封管通常应用在电厂低压加热器轴封蒸汽冷却器等设备内的凝结疏水至凝汽器的管路上，它是依靠介质在U型水封管进口与出口之间的压力差来进行疏水的U 型水封管，分为单级和多级，在电厂实际应用中多级水封管应用较多，平东公司改造后的轴封疏水U 型运行一直不稳定，存在不少问题，针对这些问题进行分析和提出改造方案。

二、U型水封管在实际运行中遇到的问题目前国内设计轴加疏水水封不论是单级还是多级水封存在运行不稳定问题，易发生水封破坏现象，并且多是运行中临时对轴加水封进水和回水阀门进行调节。

一般情况下，主要是由于负压侧沿程阻力和局部阻力较小，难以抵消真空的影响，在U型套桶管里未能建立起水封，致使空气随疏水一同进入凝汽器中，使得真空恶化。

因此，在U型套桶管的出口加装一个调节阀，使疏水在U型套桶管里流动会产生节流，增大沿程阻力和局部阻力，强制建立起水封，改善真空。

如果U型套桶管直通凝汽器或者设计不当，将无法建立起水封，从轴封回收的蒸汽(含有空气)冷却后空气随疏水一同进入凝汽器,影响凝汽器真空。

轴封加热器疏水系统节能改造探讨郝阳阳【摘要】为节约发电资源消耗，裕东电厂进行了节能减排工作，根据轴封加热器的工作原理，轴封加热器零水位运行时，对机组有较大的影响，通过改造疏水水位调节装置，建立轴封加热器的有效水位，很好的回收疏水热量，提高机组运行经济性，从而达到节能降耗的目的。

【期刊名称】《采矿技术》【年(卷),期】2016(016)003【总页数】2页(P67-67,99)【关键词】轴封加热器;水位调节;节能【作者】郝阳阳【作者单位】商丘裕东发电有限责任公司，河南永城市 476600【正文语种】中文裕东电厂2×300 MW机组的轴封加热器内为零水位运行方式，汽侧冷却后的疏水均直接排放至凝汽器，因疏水温度在99℃左右，这部分热量进入凝汽器后被循环冷却水冷却，不仅没有被有效利用，又增加了凝汽器的热负荷。

为节约发电资源消耗，进行了裕东电厂的节能减排工作，通过建立轴封加热器的有效水位，对疏水进行冷却达到疏水热量的回收利用。

轴封加热器在轴封系统中的作用是用主凝结水来冷却由各段轴封和高中压主汽调节阀阀杆抽出的汽、气混合物，在轴封加热器汽侧腔室内形成并维持一定的真空，防止蒸汽从轴封端泄露，使混合物中的蒸汽凝结成水，从而回收工质，又将汽、气混合物的热量传给主凝结水，提高了汽轮机热力系统的经济性。

同时，将混合物的温度降低到轴封风机长期运行在所允许的温度。

轴封加热器形式为直管表面式，卧式布置。

加热器钢管用胀管方法紧固在外壳管板上，中间有隔板加固，同时，隔板的阻挡使壳侧蒸汽曲折流动，增加与水的换热作用。

加热器两端有两个水室，被加热的凝结水单流程由入口水室流动至出口水室。

运行时，由轴封等部位的蒸汽在壳侧流动，加热管侧流动凝结水。

加热后一部分乏汽由轴加风机抽出，另一部分凝结成疏水由疏水管流出。

轴封加热器的汽侧进口处设有用于与热力除氧器的余汽出口连通的余汽回收管路，在余汽回收管路上安装有用于调节余汽排放方向和排放量的余汽控制装置，余汽控制装置上设有与大气连通的出口。

轴加疏水不畅问题分析#4机在整组启动期间运行人员提出，轴加疏水不畅，轴加疏水无法回收，只能排到地沟去。

此问题着实让人头疼不已。

现象是：轴封加热器运行时，轴封加热器投正常疏水，即经过水封回收到凝汽器时，水封只能能正常运行一至两分钟，随后轴加内的水位突然下降，水封破坏，随之轴加内的水位逐步升高，报警！遇到此问题我们首先想到的是，运行人员是否没有将水封的水注好，水封没有建立所造成的。

下面我们来了解下轴加疏水的系统图，详见下图一。

凝输泵补水来图一：轴加疏水示意图轴加疏水不畅，经过分析可能有以下几个原因造成：一、首先怀疑轴加疏水进水封筒处的水平管道的标高较高，造成疏水不畅。

是不是阀门2进轴加处的水平管道较高可能造成疏水进不了水封筒呢？由于轴加内也存在6KPa的负压，当水封筒内的水封建立后轴加的疏水几乎是自流进水封筒，所以此处标高高于轴加的最高液位，可能造成疏水不畅。

将阀门1和阀门3关闭后将疏水管道进行修改，修改的系统如图二所示。

凝输泵补水来图三：进水封筒管道修改图将系统恢复后进行系统注水投运，投运的步骤如下：关闭阀门1、阀门3，打开阀门2，打开水封筒的两个放气门，打开水封筒的注水门进行注水，待两个放气门都出水后关闭注水门，再打开阀门3，再打开阀门1，当打开阀门1后轴加的水位开始下降，关闭轴加疏水至无压的放水门，此时轴加的液位开始快速下降由液位450mm将至150mm（试验得出150mm为轴加壳侧0液位），然后轴加的液位又开始缓慢上涨，一直涨到550mm（就地能显示的最高液位），说明不是此处管道标高的问题。

二、怀疑轴加疏水系统被异物堵塞怀疑管道内有杂物堵塞，有手套等杂物堵塞在阀门或弯头处，当疏水开始投用时轴加内的水位快速下降，说明管道不堵，但是不是有浮动的杂物在系统或水封筒内呢？水封筒未投入前垃圾沉在底部或某个位置，当液位快速下降后杂物开始移动，水位降到一定的程度后将管道堵死。

由于机组在运行，不能全部将管道割开检查，只能用排除法进行检查，将轴加疏水出口的阀门1和去凝汽器的阀门3关闭将阀门1附近的弯头割开，将水封筒的注水门打开，进行冲洗检查未发现有任何的异常。

电厂革新挖潜、节能减排的几项措施（北京保罗莎科技有限公司）一、锅炉部分1、锅炉暖风器疏水系统技术改造以前国内电厂基本上都是沿用了老的设计方案的系统：暖风器→疏水箱→疏水泵→除氧器。

这种疏水系统环节多、故障多，许多电厂暖风器疏水不能回收，有的电厂甚至停用暖风器，使锅炉尾部受到低温腐蚀的危害。

据有关部门的统计，国内电厂锅炉暖风器的投入率仅在50%左右。

主要问题是疏水箱的水位控制问题较多，疏水泵频繁启停的工况导致疏水泵的机械故障。

另一个问题是泵的入口较严重的汽蚀，造成维修量大及维修费用居高不下等。

近年来，国外锅炉暖风器疏水已经不再采用疏水泵上述了，例如美国GE公司锅炉暖风器疏水系统早就已经将疏水箱和疏水泵这样的多故障环节都取消了，全部采用自动疏水器将暖风器疏水导入凝汽器。

上述系统已经简化到只有一台疏水器的程度了。

当然对疏水器的性能指标要求很高，来保证整个疏水系统的可靠性了（请参见【中国电力】2004年第9期我公司的论文）。

迄今为止，我公司已经成功的为40多个电厂进行了改造（见业绩表），使这些电厂锅炉暖风器投入率超过了90%，推动了这些电厂的节能减排、革新挖潜工作的进行，同时显著改善了设备投入率、补给水率等考核指标。

2、灰斗加热系统改造技术改造灰斗、灰斗气化风、绝缘子箱都是需要加热的，加热方式有电加热和蒸汽加热两种，解决上述问题的最好途径，就是采用全面优化的蒸汽加热方案，对灰斗、灰斗气化风、绝缘子吹扫风进行蒸汽加热，完全替代电加热，有的电厂通过对灰斗系统进行“电加热改蒸汽加热”后的节能效益计算比较，完全蒸汽加热的年加热成本，大约只有完全电加热成本的1/5，只有部分电加热成本的1/2。

效果还是十分显著的。

3、吹灰器疏水技术改造锅炉受热面吹损是炉膛蒸汽吹灰造成的，主要原因是疏水不充分，吹扫蒸汽挟水。

现有的疏水装置不是自动疏水的，要间接通过温度测量来决定吹扫蒸汽是否开启。

由于开启吹扫蒸汽前吹扫门前会积存较多的凝结水，如若疏水不充分势必出现蒸汽挟水的问题。

Value Engineering1概述在火力发电厂设备中轴封加热器是回收轴封漏汽并利用其热量来加热凝结水的装置，能够减少能源损失，提高机组热效率。

回收的轴封漏汽经凝结水冷却后凝结成水流入凝汽器，为满足凝汽器的真空要求，原设计在轴加疏水管道上设计了自动疏水器。

2设备简介2.1轴加结构某电厂的引风机汽轮机系统配置了独立的轴封加热器，汽轮机及轴封加热器均属东方汽轮机厂制造。

其制造的轴封加热器为JQ-15/15型汽封加热器，结构图[1]。

2.2轴加工作原理如图1、图2所示，轴加分两段腔引风机汽轮机轴加疏水的改造与优化Transformation and Optimization of Induced Draft Fan Turbine Shaft Seal Heater's Condensate 曾庭①ZENG Ting;关海东②GUAN Hai-dong;郭晓明③GUO Xiao-ming（①中电投电力工程有限公司，上海200000；②黑龙江省火电第一工程公司，哈尔滨150090；③上海电力安装第二工程公司，上海200000）（①CPI Power Engineering Co.，Ltd.，Shanghai200000，China；②Heilongjiang Thermal Power No.1Engineering Company，Harbin150090，China；③Shanghai Power Erection No.2Company，Shanghai200000，China）摘要:本文就该电厂引风机汽轮机在调试过程中引风机汽轮机轴封加热器疏水出现的问题进行了分析，并提出了解决方法。

Abstract:In respect of the problems about shaft seal heater's condensate in the process of induced draft fan turbine's commissioning, the article analyzes the reason and proposes the solution.关键词:引风机；轴封加热器；疏水Key words:induced draft fan；shaft seal heater；condensate中图分类号:TK284文献标识码:A文章编号:1006-4311（2014）02-0025-02———————————————————————作者简介:曾庭（1989-），男，湖北荆门人，助理工程师，公司汽机专责助理，研究方向为火电厂汽机专业电力工程管理；关海东（1987-），女，黑龙江哈尔滨人，助理工程师，研究方向为调试工程管理；郭晓明（1986-）,男，山西忻州人，助理工程师，研究方向为汽机工程技术管理。

S109FA机组轴封加热器疏水溢流量大分析摘要：某厂四台S109FA机组的轴封加热器（简称轴加）疏水方式均采用自动疏水器疏水，自动疏水器具有运行稳定，水封不易破坏等优点，但在机组正常运行时，轴加疏水溢流量大的问题一直存在，通过对轴加系统的研究，提出解决方案，提高机组运行经济性。

关键词：轴封加热器；疏水器；溢流0现状概况：轴封的作用是在机组启停及正常运行时在汽缸与外界之间形成间隔。

如图一所示，每个轴端汽封有两个汽室，X是高压汽室，与轴封供汽管线连接，Y是低压汽室，与轴加相连接。

机组启动初期，轴封供汽至X汽室，轴封蒸汽沿轴封齿一侧进入汽缸，另一侧进入Y汽室，回汽至轴加。

当轴封可以自密封时，高压缸溢流出的蒸汽进入高压轴封的X汽室后，一部分顺着轴封管线进入低压缸的X汽室，另一部分顺着轴封齿进入高压缸的Y汽室。

图一轴封结构图二自动疏水器对于轴加疏水，目前一般有三种常用的方法，即自动疏水器法、单级U形管法、多级U形管法。

该厂采用自动疏水器法，如图二所示，当疏水进入疏水器，由于凝汽器压力低，水会通过上部的疏水孔进入凝汽器，而当蒸汽进入疏水器时则会把浮筒顶起，关闭疏水孔。

轴封回汽进入轴加，凝结成水后通过疏水系统的自动疏水器（浮球阀）进入凝汽器，多余的水经过U形管的溢流口排至循管坑。

经过现场测算，该厂#4机组的U形管溢流量约是1.6t/h，如机组运行，按日在网小时数15h计算， #4机组的日溢流量分别为24t，两班制运行时，每台机的日补水量约为70t，#4机的轴加溢流量占机组补水量的34%左右。

1、原因分析及处理对于轴加疏水溢流量大的问题，我们可以从“来的多”和“去的少”两方面来分析，“来的多”即轴封蒸汽回汽量多，“去的少”即轴加疏水回凝汽器的少。

（一）轴封蒸汽回汽量多①轴加负压较高：根据上面轴封的结构，再结合我厂实际运行情况可以看出，X汽室的压力一般在0.16-0.2kg/cm2，Y汽室的压力一般在-5—-8Kpa，Y汽室与轴加相连，当X汽室压力保持不变时，Y汽室负压越高，蒸汽回到轴加的就越多。