某9E燃机2#瓦轴封变形漏气处理

某9E燃机2#瓦轴封变形漏气处理

孙斌

（无锡蓝天燃机热电有限公司）

摘要：某9E燃机电厂1#机组#2瓦前﹑后气封发生严重变形漏气，导致#2瓦处连通到大气的排气管排出的高温气体越来越多，噪音变大；同时滑油箱真空降低，油雾分离器出口排出大量油烟，滑油补油量加大。通过对运行参数的对比分析，判断确定原因后，利用大修间隔，对相关设备进行升级改造，解决了该机组2#瓦气封变形漏气所产生的一系列问题。

关键字：刷式气封排气内缸油箱负压

设备简介

一、某电厂共有两套9E联合循环机组，于2004年相继投产，其中燃气轮机由美国GE公司生产，型号为PG9171EDLN1.0，简单循环单轴机组出力为123MW。燃气轮机由17级的轴流式压气机、14个低NOx燃烧室组成的燃烧系统、3级透平和燃气轮机辅助系统组成。其轴流式压气机转子和透平转子由法兰刚性连接，采用3个支持瓦支撑。

#2瓦为椭圆式径向滑动轴承，位于高温﹑高压的压气机排气内缸内，在压气机排气内缸与压气机转子之间安装有气封，运行中，压气机排气会通过压气机排气内缸与转子间的密封间隙进入压气机排气内缸。#2瓦前气封﹑后气封，目前有迷宫式和带刷式气封的迷宫式两种类型，可将漏入压气机排气内缸的高压气体部分挡在#2瓦座外，漏过的部分则通过排气槽引入大气，这样，压气机排气通过#2瓦前后油封进入2#瓦和其回油管线的量就很少了。

9E燃机组#2瓦前气封﹑后气封变形主要发生在底部和顶部，导致气封水平中分面出现较大的开口，见图一，图二，高温﹑高压的空气由此大量漏入#2瓦及其回油管线。漏气会产生以下问题和隐患：

2﹑使滑油箱真空降低，从而因负压不足致使滑油从各瓦油封处漏出，严重时须要降低燃机负荷减少漏气量以维持油箱真空；

3﹑高温﹑高压的空气与滑油相混形成大量油雾，导致滑油箱油雾分离器无法及时分离油气而排出大量油烟，污染环境，增加滑油消耗；

4﹑2#瓦排气管漏气量变大，产生噪音；

5﹑压气机效率降低

二、设备状况

2013年以来，该厂1#机2#瓦排气槽连通到大气的排气管排出的高温气体越来越多，噪音变大，从2013年跟踪统计的数据来看，1#机排气管外壁温度逐步上升甚至达到了300℃，而GE要求2#瓦排气管内气温不应超过260℃；同时滑油箱真空降低，辅助齿轮箱1#轴前油封处漏出滑油；油雾分离器出口排出大量油烟，滑油被带走补油量也加大。而与1#机容量相同、型号一样的3#机2#瓦排气管外壁温度则不超过260℃。1#机2#瓦排气管外壁温度明显高于3#机的，超过GE要求的260℃上限。

从1#机2011.11~2013.07滑油箱油雾分离器更换新滤芯后负压统计数据看，更换使用新的油雾分离器滤芯后，1#机在基本负荷下滑油箱负压呈逐渐下降的趋势，尤其在2013年后降低较明显。与相同工况的3#机比，2012年底以后，滑油箱负压明显偏低。

图4安装带刷式气封的压气机排气内缸三、2013年机组润滑油补充情况

燃机使用的润滑油是壳牌公司的GT32，闪点是240℃，燃点是320℃。统计1#机2013年下半年滑油补充记录，从7月到11月共补充了7桶润滑油，以维持滑油箱油位正常，同时油雾分离器排出的油烟较大；而3#机2013年都未补油，滑油箱油位仍然保持正常，油雾分离器排出的油烟较少。

1#机2#瓦排气管外壁温度已超过GT32润滑油的闪点，接近其燃点，而处于排气管上游的2#瓦排气槽内气体温度会更高，高温气从2#瓦油封漏入回油室引燃GT32润滑油的风险很大。从1#机2013年下半年滑油补充量来看，受漏入滑油箱高温气的影响，经油雾分离器排走的滑油较多。

四、原因分析

1#机2#瓦是国产的迷宫式气封，锻铝材质，比转子软以保证出现动静相磨时转子不会被气封磨坏。因二者材质不一样，热膨胀和收缩

也就不一样，该厂是调峰电厂，启停频繁，在这样的情况下会发生碰磨，产生局部高温，使得气封变形，由圆形变成椭圆形，由于碰磨变形主要发生在底部和顶部，上下半气封在水平中分面受拉向垂直方向收缩，水平中分面处形成了开口，高温﹑高压的压气机排气由此大量漏入#2瓦及其回油管线，产生前述的后果，突出表现在2#瓦排气槽连通到大气的排气管排出的高温气体越来越多，噪音变大，滑油箱真空降低，辅助齿轮箱1#轴前油封处漏出滑油；油雾分离器出口排出大量油烟，滑油被带走补油量也加大。

五、制订对策

针对2#瓦气封变形漏气，与GE公司技术人员进行交流沟通，了解最新技术动向，决定采用GE公司改进型的2#瓦刷式气封，该型气封的材质与旧型号的一样还是铜铝合金，但在配比上作了改进，与旧型号的比，更不易变形。与迷宫气封不同，刷式气封与转子直接接触，可有效减少漏气，也不会像迷宫气封那样漏气随磨损间隙的增大而变大。

同时，与GE公司技术人员沟通，决定将现有的带蜂窝密封的压气机排气内缸改为带刷式气封的压气机排气内缸，使得漏入压气机排气内缸的高温高压气体更少，相应地漏入2#瓦的气量也会变少。

六、实施改造

1、2#瓦改用新型刷式气封

购置了新型2#瓦刷式气封，并在1#机大修期间换上。

2、改用带刷式气封的压气机排气内缸

购置了带刷式气封的压气机排气内缸，并在1#机大修期间换上。

七、改造前后效果对比

效果一、改造前后1#机2#瓦排气管外壁温度对比表单位：℃

从表中可看出改造后1#机2#瓦排气管外壁温度已由改造前的300℃降到了222℃，远低于260℃的上限值。

效果二、实施前后1#机滑油箱负压对比表单位：mmH2O

从表中可看出改造后1#机滑油箱负压目前已由改造前的30mmH2O提高到了200mmH2O。

八、总结

经过改造解决了1#机2#瓦气封变形漏气所产生的一系列问题。1#机滑油箱负压大幅上升﹑2#瓦排气管外壁温度大幅下降。

参考文献

通用电气公司GEEPE运行维护手册

通用电气公司燃气轮机技术交流文献

作者简介

孙斌男（1968-）广东深圳人，工作单位：无锡蓝天燃机热电有限公司，职称：工程师，毕业于华中理工大学电厂热能动力专业