背压汽轮机运行中的问题分析及解决

背压汽轮机运行中的问题分析及解决

李夺

辽宁汽轮动力葫芦岛有限公司  辽宁省葫芦岛市 125000

摘要：背压汽轮机使一种常用于发电，石化等行业的工业汽轮机，因其排汽蒸汽可以被热用户使用，所以在一定条件下有更高的经济性。背压汽轮机常见的问题有排汽高温度,汽封漏汽量大和滑销装置卡涩等,针对性解决上述问题可以有效确保背压汽轮机稳定高效运行。

关键词：背压汽轮机；汽封装置；滑销装置；

在石油企业的开发和生产中,各种机械设备在安全稳定的工作条件下发挥着极其重要的作用和优势,为保证所有生产活动的顺利进行，汽轮机是石油化工企业生产的重要机械,面临着各种各样的问题和因素,影响着生产活动的有效发展。因此,企业必须充分认识汽轮机在启动、运行和停机过程中的不足,并根据目前的生产需求，有效地调整和维护，以保持安全稳定,支持企业的可持续发展。

一、背压汽轮机简述

背压汽轮机是一种机械回转装置，它将具有一定温度和压力的蒸汽转化为机械运转,蒸汽进入后,通过喷嘴和各种环形结构的动叶,蒸汽的热量被完全转化为机械能。汽轮机具有功率大，经济性高等优点,可作为风机,压缩机以及各种泵的动力源。汽轮机中,有大气压以上排汽的汽轮机也被称为背压汽轮机,因其排出的蒸汽依然具有一定的温度和有压力，可以作为其他设备的工作蒸汽,这时该背压汽轮机又称为前置汽轮机。

二、背压汽轮机运行中存在的常见问题及原因分析

1.汽轮机排汽温度升高。在设备使用过程中,可能出现排放温度过高,影响后置汽轮机的使用的情况。造成此种状况的原因可能是锅炉蒸汽不稳定,汽轮机喷嘴、叶片结垢,与变形喷嘴的工作条件发生变化，或是汽轮机负荷过低。也有部分情况是汽轮机设计时热力学计算失误，导致排汽温度过高。

2.汽封漏汽量大。汽轮机常见的汽封装置一版采用梳齿式汽封,经济实惠、结构简单、安装安全可靠。其密封的原理是增加泄漏蒸汽的行程，逐步提高流阻,以消除因装置一般轴向长度限制而造成的损耗。但梳齿式迷宫汽封在使用中存在一些缺点。传统的密封迷宫设计偏差不能完全保证,超临界、振动、气流激励等原因会导致密封件不断磨损,进而导致密封偏差远超设计值。因此,由于转子振动超过密封单元的临界转速,半径间距一般在0.6～0.8mm之间,根据转子的不同条件,间距会稍大一些。有些采用镶嵌式汽封齿的梳齿式汽封在使用过程中还会出现汽封齿歪斜倒伏的情况，进而导致汽封漏气情况进一步恶化。

3.分析滑销装置卡涩的原因。滑销装置是为了适应汽轮机热膨胀的需要，使汽轮机在启动、停机、变工况运行，汽缸各部分由于热应力产生热膨胀和收缩时依然保持合理的动静间隙。有一种常见的滑销装置为排汽缸两侧为固定死点，缸体前部借助于前部挠性板与底座相联接，可以吸收轴向热胀，使缸体自由的向前，并推动前轴承箱一起移动。但在使用过程中偶尔出现滑销装置卡涩，前缸膨胀量不足的情况。经检查，后部挠性支撑板未发生移动，猫爪部分也未见异常。经分析原因主要为前轴承箱与前轴承箱支撑板间摩擦过大，造成滑销装置卡涩。

三、背压汽轮机改造方案

1. 改造排汽温度高方案。机组正常压力排气，当排气温度超过规定值,可以开启排气冷却器,以降低排气温度;蒸汽冷却中最简单排汽减温水是使用单孔喷嘴可调节，其在雾状喷出具有特定的压力,与管中的蒸汽混合,热量交换,从而降低蒸汽温度。因此,设备的安全性能减温喷嘴雾化会直接影响,不利的雾化效果不能仅仅达到减温效果。此外,产生大量未经雾化的水柱,导致管道水击,对蒸汽网构成严重威胁。雾化喷嘴减温水水压和形状取决于喷嘴，设计压力释放时减温水压力和清洁度是设计压力释放时两个因素必须考虑的，以防止减温水在喷嘴并堵塞喷嘴。减温水必须干净。根据其原理,减温水压力应大于排气压力,减温水温度应低于排气温度,以达到减温目的。根据上述条件,减温水选择中压氧气通过计算热平衡来确定冷却水是由减少的水所吸收的热量还是由减少的蒸汽所释放的热量来确定的确定减温喷嘴形状是影响冷却的另一个因素。不同的雾化效果喷嘴直接影响,其中最常见的是旋流和离心。根据其他公司的建议和知识,火力发电厂选择了离心式。减温水冷却水进给水泵口处的由中压除氧水,喷水减温装置排汽管道直管段上。

2.对汽封装置的技术改造。通过对既往项目的汽封漏汽情况的深入分析,决定改进汽封齿结构。通过将镶嵌汽封齿式的汽封改造为汽封齿与汽封环一体锻造加工的形式。这种形式的汽封装置在汽封齿强度上远大于之前的镶嵌汽封齿式汽封，在蒸汽的冲击下不易变形歪斜。成功减少了因汽封齿歪斜带来的蒸汽泄漏。其次，汽轮机主轴因自身重量存在一定下挠，汽轮机组在启动时有动静摩擦存在,导致气封漏汽增加,通过给与上下半不同的径向间隙的方法，缓解因汽封齿与主轴摩擦产生的漏气。另外，将原有的平齿汽封替换为高低齿汽封也可以进一步提高汽封装置效率。

3.对滑销装置的改造。可以通过减小前轴承箱支撑板和前轴承箱的基础面积和提高两者间的润滑度两种方式解决因前轴承箱支撑板和前轴承箱摩擦力过大造成的滑销卡涩问题。具体方案为在前轴承箱支撑板上方槽减小接触面积，并在两者间的接触位置增设一定数量的石墨润滑块来减小摩擦。

运用以上改进的机组经运行，系统稳定，参数在正常范围内，在多种情况下均可顺利运行,有力的保证了机组的稳定和高效，有利于提高设备的安全性和经济性。

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