汽轮机低压缸排污管裂纹分析

汽轮机低压缸排污管裂纹分析

李平

河北大唐国际唐山热电有限责任公司 河北 唐山 063000

摘要：凝汽器真空对机组安全、经济运行至关重要。常见易发生真空泄露部位有，抽真空系统、凝结水负压系统、低加系统、轴封系统、疏水系统、小机排汽系统以及凝汽器本体等部位。某发电公司300WM亚临界机组，低压缸轴承座排污管在凝汽器内断裂，引起机组真空泄漏，凝结水含油水质下降。本篇介绍了检修现场处理方法。并对同类型机组凝汽器内排污管布置，提出了改进措施，可供其他电厂参考，避免类似事故发生，诱发机组非停。同时为机组真空严密性排查，提供了新的方向。

关键词：汽轮机；低压缸；排污管；真空；非停

0 引言

某热电公司2号机组为哈尔滨汽轮机厂有限责任公司设计制造,300WM亚临界、中间再热、双缸两排汽、单轴、单抽供热式汽轮机。21年3月水质化验时，发现凝结水内含油水质下降，同年9月做真空严密性试验，泄漏率550pa/min，真空查漏发现3瓦轴封处存在漏点。9月末对该机组低压缸进行解体检修，发现轴承座排污管弯头裂纹。

1 检修过程

2021年9月29日解体低压外缸后，依据机组状况首先对低压缸前、后轴封供、回汽管道弯头和焊口进行了排查，未发现断裂、裂纹和漏汽冲刷等漏点。进一步扩大检查范围，排查低压缸内其他管束时发现，3瓦轴承箱排污管弯头存在贯穿性的裂纹。裂纹长约150mm，距3瓦轴承箱洼窝对空口约1.5米。排污管另一侧由下方凝汽器北侧穿出延伸至-4米，对空敞口。

排污管的设计作用是将轴承箱凹窝内，轴封漏汽凝结的水和轴承箱油挡处的渗油，经排污管排放至-4米地坑。裂纹正好处在低压缸内，管道两头对空，裂纹处长期处在凝汽器负压环境中，不断的将轴承箱凹窝内油污、积水、空气等吸入低压缸，进入凝汽器汽侧，影响机组真空和凝结水水质。

2 原因分析

哈汽300WM机组低压缸两侧轴承箱设有排污凹窝和排污管。由于设计和安装原因。两侧排污管在3、4瓦凹窝处穿入低压缸，在低压缸内交汇成一根管后，经凝汽器北侧穿出，一直延伸至-4米[1]。排污管直径φ32mm，整个段在凝汽器内长达20多米，且支撑不良。安装时拐弯处还采用了弯管的方式跑管，并未采用焊接弯头的方式[2]。机组长期运行中，排污管受低压缸排汽气流影响，在低压缸内晃动，由于弯管处强度较弱，且靠近管道上出口焊接死点，容易引起应力集中，最终导致了疲劳硬折和贯穿式裂纹。凝汽器汽侧通过排污管与大气相同，同时吸入了凹窝内油档渗漏的油污等杂质，影响了机组真空和凝结水水质。

3 检修处理方法

明确漏点后对3瓦处排污管裂纹弯头进行了更换。同时对低压缸内排污管其他弯头进行了着色探伤，未发现异常。更换破损弯头后，利用低压缸内管束布置结构，对排污管段进行了支架加固，减小其受气流冲刷时的晃动。更换完毕，对排污管进行了灌水实验，排污管排水顺畅无漏点，验收合格。

机组检修结束后，对低压缸进行真空严密性实验，机组真空泄漏率188pa/min合格，恢复至机组之前水平。

4 后续改进意见

低压缸两端轴承座排污槽，可以收集轴承油挡渗漏油和低压缸轴端漏汽凝结水，并通过排污管排放。此次检修缺陷处理，为同类机组真空查漏工作，在真空系统、凝结水负压系统、低加系统、轴封系统、疏水系统、小机排汽系统以及凝汽器本体外，又多增加了一个方向。通过查资料发现其他厂也发生过类似事故，甚至因此发生过非停事故。为避免同类型机组发生类似事件，设计了以下 3 种方案供选择

4.1 方案1

若机组正在运行中突然发生真空下降，并伴随着低压缸外壁有明显温度升高，可初步判断，低压缸外壁温度升高一侧，发生了真空泄露。紧急状况下，可考虑将轴承座排污槽的排污口进行封堵，避免发生因真空泄露导致掉机现象。封堵材料选用上，封堵排污管，可选用略大于管径的耐高温橡胶球或大块棉布；封堵凹窝排污口，可选用稍大的铁板加587密封胶。封堵后，定期对轴承座排污槽进行检查，并清理槽中聚集的油污，直至下次检修处理。

4.2 方案2

将低压缸轴承座排污管布置在凝汽器外，从根本上消除排污管对真空泄漏的影响。虽然这种方式可以从根本上解决问题，但对于已投产的机组，将低压缸轴承座排污管完全布置在凝汽器外，难度较大，可行性较低。

4.3方案3

改变轴承座排污管布置。各轴承座排污管在凝汽器内，不再交汇成单管，而是单独从凝汽器喉部引出。取消横向悬空管段，缩短排污管在凝汽器内的长度。同时顺着凝汽器壁面固定安装，增加固定支架，避开低压缸排汽、减温水的冲刷。或者依据现有管束布置，增加固定支点。这样既可减小工作量，又可避免排污管因晃动低压缸内引发断裂。同时将轴承座排污管检查，列为揭缸检修的一项，完善检修计划。

5 结束语

通过对该热电厂 300 MW 机组低压缸承座排污管缺陷处理，改变排污管在低压缸内的布置方式、增加固定点或紧急状况直接对排污管进行封堵，可以消除排污管在低压缸内部断裂对机组真空的影响。该经验可供其他机组参考，避免因排污管断裂导致真空下降、机组非停事故的发生，确保机组的安全经济运行。

6 参考文献

【1】DL5000-2000    电力行业标准《火力发电厂设计技术规程》

【2】DL/T515-2018   电力行业标准《电站弯管》

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