600MW汽輪機循環水旋轉式二次濾網主傳動軸密封的技術改造

      針對某發電廠3號機組600MW汽輪機循環水系統中旋轉式二次濾網的主傳動軸密封泄漏問題進行研究分
析和探討。提出簡潔明了、確切可行的技術改造方案,達到了要求改造的目的。

      某發電廠3號機組是國產600MW亞臨界中間再熱四缸
四排汽冷凝式機組。在循環水系統中,冷卻水進人凝汽器之
前的兩個進水管口,都各設置一套旋轉網芯的二次濾網,其
型號為XFLN2200,公稱通徑φ2200mm。

1、存在的問題

      該機組循環水系統配置的兩套旋轉式二次濾網,自1997年投.
人使用以來,始終存在問題,雖經多次治理和改造,因為沒治
到根源,收效都不大。

      (1)運行中經常出現網芯卡澀現象。該旋轉式二次濾網是自動
反沖洗式的,濾網芯靠小齒輪帶大齒輪旋轉,而大,小齒輪都
直接浸泡在循環水中,使隨水而來的污垢雜物沉積到齒間，
造成齒輪咬合問隙越來越小,產生卡澀現象,必須停機進行
處理。

      (2)主傳動軸的密封,原設計為骨架密封(如圖1所
示)。這種結構型式，設計者忽略了在污垢雜物較多的水中
使用磨損特別快的因素,造成循環水泄漏而且越漏越嚴重又
無從處理的局面,只能等停機后處理。電廠每次大小修都要
更換骨架密封,但是換好后投運不到一個月又出現密封泄
漏,還不可能立即停機來更換,只得等下一次機組停機,把循
環水系統內的水徹底放盡才能更換新密封,因此機組每次停
機,都要求循環水系統放盡水,單就因為更換密封件就白白
地浪費了大量的水資源。

圖1傳動軸原設計結構圖

1-端蓋;2-傳動軸;3-軸承;4-骨架密封;5-花鍵套

2、造成的后果

      主傳動軸密封泄漏,使二次濾網不能正常工作,二次濾
網就不能對循環水進行排污過濾,循環水的水質立即下降，
污垢雜物任意進入凝汽器內,致使冷卻用銅管結垢或被堵
塞。特別在夏季空氣溫度較高的情況下,凝汽器的真空下
降,就影響機組的穩定運行。尤其當該處嚴重泄漏到機組非
正常停機時，就嚴重影響機組的穩定運行。

3、解決方法

      (1)對于運行中經常出現的卡澀現象,采用在循環水管
路的進水管路中增設掛污刺的方法,可使隨水流進來的廢舊
塑料袋等纖維狀雜物,盡量少地進人循環水中(掛污刺好
設置在循環水泵的進水管口之前),保證軟雜物進不到二次
濾網的腔內。再是在大小齒輪嚙合的適當位置,做一個擋污
盒,盡量減少污垢物進人;還要在每年的大小修期間,徹底地
清理二次濾網內部并更換軸承。這就基本解決了由于污垢
雜物使齒輪咬合過緊、濾網芯運轉出現的卡澀現象。
     
(2)主傳動軸密封的改造
本膠球清洗裝置的密封,原設計人員未考慮到在污垢雜物較多的
水中常年不停地旋轉其磨損是很嚴重的,而且是要經常更換
新密封件的這么一個現實情況，為此對原設計進行技術改造
如下:

      (a)把整個裝置往長度方向伸長,取消原骨架密封,采用
盤根座和盤根壓蓋密封結構形式,如圖2所示;

      (b)不改變原設計安裝用螺孔的位置,軸承的規格型號
和位置也不變,端蓋(件1)相應加長,原骨架密封腔改造成
為盤根腔;
     
(c)新設計盤根壓蓋(件4);

      (d)增加聚四氟乙烯盤根(件3);
     
(e)加長原設計的主傳動軸(件2)。

圖2傳動軸改造后結構圖

1-端蓋;2-傳動軸;3-盤根;4-盤根壓蓋;
5-雙頭螺柱;6一螺母;7一墊圈

4、效果

      膠球清洗改造方案確定之后，只新做3個件就達到了技術改造的
目的,給電廠減少了每年至少5次更換密封件的工作量;還
節省了大量的水資源,減少不必要的停機次數,還節省下更.
換兩套二次濾網近200萬元的費用,更重要的是，可避免因
為密封泄漏嚴重，導致機組非正常停機所造成的無法估量的
經濟損失。

      此技術改造方案實施后，經過一年半的實際運行,沒有
出現過一次主傳動軸密封泄漏的現象,濾網的運行也無卡澀
現象發生,整個夏天沒有發生過冷凝器結垢和冷凝管堵塞事
故。

5、技術改造的再完善

      本膠球清洗裝置經過這次改造后,其軸承和原設計的一樣浸沒在
循環水當中,污垢雜物仍可聚到軸承內外環和鋼珠的隔離單
縫隙之間,軸承在沒有潤滑的條件下常年運轉,對軸承的使
用壽命和維護保養都極為不利。作者認為,在端蓋的軸承腔
外側設計制做一個很簡單的機械密封裝置,如圖3所示,使
軸承工作在能保護和潤滑軸承的油腔之中.這項技術改造就
更完善了。改造之后,可減少大修時更換軸承和更換盤根的
工作量。

圖3傳動軸改造再完善方案圖

1一端蓋;2一機械密封;3-軸;4一盤根;5-盤根壓蓋;
6-雙頭螺柱;7一螺母;8-墊圈
所有電廠使用的二次濾網，無論是何種型式,只要不是
破損和腐蝕到失去基本的機械強度之外，采用正確的方案進
行技術改造，都能恢復其使用性能，繼續使用。

      電廠通過循環冷卻水取水方式改造,降低了凝汽器.
冷卻水入口溫度,其經濟收益包括熱耗率降低的節煤效益和
循環冷卻水流量減小的節電效益兩部分。
改由原來從膠州灣淺海區表層取水為從較遠海域深層取水,循環水溫度降低約2.3C,機組經濟性改善后的年收益
為:一期工程2臺機組合計102.77萬元人民幣;二期工程2
臺機組合計162.36萬元人民幣;三期及四期工程單機297.64
萬元人民幣。全廠年經濟性總收益為1158.07萬元,其中節
煤收益1039.82萬元,節電收益118.24萬元。
該方案實施后總體經濟效益顯著，對沿海地區電廠建設
具有示范作用和指導意義。