汽輪機軸封系統(tǒng)

1、軸封系統(tǒng)一、軸封系統(tǒng)的作用二、軸封系統(tǒng)的工作原理三、軸封系統(tǒng)相關設備的簡介四、軸封系統(tǒng)的投入運行與停止五、軸封系統(tǒng)投運注意事項六、軸封系統(tǒng)的一般事故處理一、軸封系統(tǒng)的作用1、防止蒸汽沿高、中壓缸軸端由內(nèi)向外泄漏，甚至竄入軸承箱使?jié)櫥椭羞M水； 2、防止空氣由外向內(nèi)漏入低壓缸而破壞機組的真空 ；3、回收工質(zhì)，減少熱量損失，并改善車間的環(huán)境條件。二、軸封系統(tǒng)的工作原理 本工程軸封系統(tǒng)采用自密封系統(tǒng)。所謂“自密封系統(tǒng)”是指在機組正常運行時，由高、中壓缸軸端汽封的漏汽經(jīng)噴水減溫后作低壓缸軸端汽封的供汽，多余漏汽經(jīng)溢流站溢流到凝汽器。在機組啟動或低負荷運行階段，汽封供汽由外來蒸汽提供。本系統(tǒng)設置有溢流控

2、制站、溫度控制站、主蒸汽供汽控制站、輔助汽源供應控制站，從啟動到滿負荷全過程均能按汽封供汽要求自動進行調(diào)整、切換。 在啟動過程中，汽源供汽經(jīng)壓力控制站調(diào)壓穩(wěn)壓后，一部分向經(jīng)壓力控制站調(diào)壓穩(wěn)壓后，一部分向高、中壓汽封供汽，另一部分經(jīng)噴水降溫向低壓汽封供汽；當機組達到一定負荷后，低壓軸封用汽完全由高、中壓前、后汽封的漏汽供給，隨著負荷繼續(xù)升高，高中壓汽封的多余漏汽自動溢流到凝汽器，并由汽封溢流控制站自動保持供汽壓力穩(wěn)定。設置在低壓汽封供汽管路上的溫度控制站自動調(diào)節(jié)以保持低壓汽封供汽溫度的穩(wěn)定?？傊瑥膯忧巴镀獾酵C后停止汽封送汽，該系統(tǒng)完全能自動調(diào)整，具有良好的負荷適應性 在汽輪機起動和低負荷

3、時所有汽缸中壓力都低于大氣壓力。密封汽供到“X”腔室，通過汽封片一邊漏入汽輪機，另一邊漏到“Y”腔室?！癥”腔室與軸封加熱器相連，軸加風機抽吸此漏氣，控制該室壓力具有一定的真空度。因而，外界空氣通過外部汽封片漏入“Y”腔室后，與從“X”腔室來的密封蒸汽混合，再流向軸封冷卻器。 隨著機組負荷的增加，調(diào)速汽閥開大，進汽量增加，汽缸內(nèi)壓力相應增大。當高中壓缸兩端的排汽壓力高于“X”腔室壓力時，汽流在內(nèi)汽封環(huán)內(nèi)發(fā)生相反流動，缸內(nèi)的蒸汽經(jīng)過汽封流向“X”腔室。 大約10額定負荷時，高中壓缸調(diào)閥端的高壓排汽壓力己達到密封蒸汽壓力；而大約25額定負荷時，高中壓缸排汽壓力達到密封壓力，形成自密封。 三、軸封系

4、統(tǒng)相關設備的簡介 本工程350MW汽輪機組軸封系統(tǒng)（包括兩臺給水泵汽輪機軸封系統(tǒng)）采用具有自動調(diào)節(jié)裝置（調(diào)整軸封供汽壓力）的閉式軸封系統(tǒng)。它由軸端汽封、供汽母管壓力調(diào)整機構、軸封加熱器、軸封風機、蒸汽過濾器、噴水減溫器以及有關管道組成的閉式軸封系統(tǒng)。1、軸端汽封 本機組高、中壓缸和低壓缸共有6組汽封。高、中壓前后端汽封采用DAS汽封。低壓第1、2列汽封采用DAS汽封，低壓第35列汽封采用接觸式汽封。 DAS汽封為東方汽輪機廠自主研制的先進性汽封（DAS為縮寫）也叫“大齒汽封”，其結構形式與梳齒類似，但汽封塊兩側的高齒部分齒寬加厚，它與軸的徑向間隙略小于其它齒，并采用鐵素體類材料將其嵌入汽封塊中

5、，與轉子摩擦時產(chǎn)生的熱量小，不易彎軸。開機過臨界時如產(chǎn)生碰磨就會先與大齒磨，由于它厚不易磨掉故不會磨到其它的齒，保證正常運行時的汽封間隙。 DAS汽封屬于傳統(tǒng)迷宮汽封的范疇，安全可靠性高。 迷宮密封由一組環(huán)狀的密封齒片組成，齒與軸之間形成了一組節(jié)流間隙與膨脹空腔。氣體流經(jīng)各個環(huán)形的齒頂間隙時，產(chǎn)生節(jié)流效應，間隙中的壓力溫度均降低。當氣體流經(jīng)各個膨脹空腔時，則會產(chǎn)生一系列等焓熱力學過程 。 氣體穿過齒頂間隙進入空腔，由于容積突然擴大，氣體膨脹而產(chǎn)生劇烈的漩渦。在容積比間隙容積大很多的空腔中氣體流速幾乎等于零，這時，氣流的絕大部分動能轉化為熱能，被腔室中的氣體吸收，氣體溫度又從流經(jīng)間隙時的溫度回升

6、到流入間隙前的溫度，在空腔內(nèi)的壓力卻回升很小，使氣流的焓值保持接近于間隙前的數(shù)值。氣流殘存小部分動能，以余速穿過下一級齒頂間隙繼續(xù)降低壓力和流量。經(jīng)過一級一級地重復上述節(jié)流及等焓熱力學過程，使氣體的殘余速度非常低，氣體壓力逐漸降低，最終氣體的外漏量非常小，起到了密封作用。 接觸式汽封是靠彈性構件(如彈簧)和介質(zhì)的壓力在旋轉的接觸表面(端面)上產(chǎn)生適當?shù)膲壕o力，使端面緊密貼合，端面間維持一層極薄的液體膜而達到密封的目的。這層液體膜具有流體動壓力與靜壓力，起著潤滑和平衡壓力的作用。2、供汽母管壓力調(diào)整機構 軸封供汽采用三閥系統(tǒng)，即在汽輪機所有運行工況下，供汽壓力通過三個調(diào)節(jié)閥即主汽供汽調(diào)節(jié)閥、輔助

7、汽源供汽調(diào)節(jié)閥和溢流調(diào)節(jié)閥來控制，使汽輪機在任何運行工況下均自動保持供汽母管中設定的蒸汽壓力。上述三個調(diào)節(jié)閥及其前后截止閥和必需的旁路閥組成三個壓力控制站，分別為主汽汽源供汽站、輔汽汽源供汽站和溢流站。 3、軸封加熱器 主要作用是將汽氣混合物的熱量傳給凝結水，提高了汽輪機熱力系統(tǒng)的經(jīng)濟性。其次利用凝結水來冷卻各段軸封和高、中壓主汽調(diào)節(jié)閥閥桿抽出的汽氣混合物，在軸封加熱器汽側腔室內(nèi)形成并維持一定的真空，防止蒸汽從軸封端泄漏。使混合物中的蒸汽凝結成水，從而回收工質(zhì)。同時，將混合物的溫度降低到軸加風機長期運行所允許的溫度。 本公司軸封加熱器采用東方汽輪機廠生產(chǎn)的JQ150型臥式軸封加熱器。 運行時，

8、凝結水由水室進水口流入冷卻鋼管內(nèi)，經(jīng)過U型管到水室出口并流出加熱器;汽氣混合物進入殼體后，在冷卻鋼管處迂回流動，通過管壁與冷卻水進行熱交換，使凝結水溫度升高，而汽氣混合物中絕大部分蒸汽凝結成水，通過水封U型管疏水至凝汽器，不凝結氣體和少量蒸汽則由軸封風機抽出并排放入大氣。軸封加熱器多級水封水封的級數(shù)可以用公式：ghppn21P1:軸加內(nèi)的壓力，kPa;P2:外界壓力，kPa;h :每級水封管的高度；：水的密度，kg/m3.軸加多級水封圖凝結水來排空放水放水軸 加 疏 水 來至 凝 汽 器放水放水排空排空 多級水封作為軸加的疏水裝置的優(yōu)缺點： 優(yōu)點：沒有機械傳動，因而無磨損、無卡澀；沒有電氣元件

9、，因而不需要調(diào)試，不耗電；結構簡單，維護方便。 缺點 ：停機后水封管內(nèi)有殘留積水，易造成金屬銹蝕，因而影響再次啟動時凝結水的質(zhì)量；占地面積大，需挖深坑放置水封，以及僅能在加熱器間壓力差不大的情況下使用。4、軸封風機 本系統(tǒng)采用兩臺100%容量軸封風機(其中一臺備用)。 作用是用以抽出軸封加熱器內(nèi)的不凝結氣體，以保證軸封加熱器在良好的換熱條件下工作，并維持汽封腔室一定的負壓，使軸封汽的外擋漏氣不向外冒汽。5、蒸汽過濾器 作用：在汽封供汽管路中，防止供汽管路中的雜物進入汽輪機的軸端汽封，保證機組的安全運行1：閥體2：濾芯網(wǎng)3：墊片4：濾網(wǎng)蓋6、減溫器 作用：用來降低低壓汽封供汽溫度，以免低壓汽封體

10、和轉子產(chǎn)生熱變形。 減溫器的水來自凝結水，由設置在噴水減溫器底部的法蘭口進入噴嘴，噴嘴使冷卻水霧化，且沿蒸汽流動方向噴出，同蒸汽充分混合，使其出口溫度保證在所要求的供汽溫度范圍內(nèi)。四、軸封系統(tǒng)的投入運行與停止1、系統(tǒng)投運前的檢查和準備1)按輔機運行通則進行檢查。確認該系統(tǒng)及設備無任何檢修工作，周圍清潔無雜物，設備系統(tǒng)完好。2)啟動前各項試驗完成且合格。3)輔汽、儀用空氣系統(tǒng)、凝結水系統(tǒng)、開式水系統(tǒng)及循環(huán)水系統(tǒng)已投運正常。4)主機密封油系統(tǒng)、潤滑油、頂軸油、盤車等已投入運行處于盤車狀態(tài)。5)盤車已經(jīng)連續(xù)運行1小時以上，且偏心度0.076mm。6)主機本體疏水閥開啟，各高、中壓主汽門、調(diào)門門桿漏汽

11、疏水閥開啟。7)確認軸封加熱器水側已投入。8)真空系統(tǒng)具備投運條件。9)確認各調(diào)節(jié)門氣源正常，儀表一次門打開，液位計投入。10)打開全部汽輪機軸封進汽管道疏水門。11)軸封未投好前低壓軸封減溫水嚴禁投入，以防軸封汽帶水或汽缸進水。12)檢查并對軸加U形管注水正常。13)確認主汽供軸封調(diào)節(jié)門、電動門關閉。14)確認輔汽供軸封汽調(diào)閥、電動門、旁路門和冷再供軸封電動門關閉。15)確認軸封溢流調(diào)節(jié)門、旁路門、軸封溢流到凝汽器電動門和軸封溢流到#8低加電動門關閉。16)確認后缸噴水控制閥及旁路閥關，前、后隔離閥開，后缸噴水隔離總閥開。17)測量軸加風機A/B電機絕緣合格后送電。18）打開輔汽至軸封管道疏

12、水電動門，疏水暖管，根據(jù)溫度情況打開輔汽至軸封減溫水。19）檢查開啟輔汽至主機軸封供汽隔離閥。20）打開汽輪機高中壓缸及低壓缸軸封供汽手動門，如給水泵汽輪機軸封一同投運，應打開給水泵汽輪機軸封供汽及回汽各手動門(如給水泵汽輪機軸封不投運，應確認給水泵汽輪機軸封供汽總門關閉)2、軸封系統(tǒng)投運 1）軸封送汽原則：冷態(tài)啟動應先抽真空、后送軸封。熱態(tài)啟動應先送軸封、后抽真空。2）確認輔汽參數(shù)與高中壓缸轉子金屬溫度相適應：壓力為0.5880.784MPa，冷、溫態(tài)啟動時溫度為150260，熱態(tài)啟動時溫度為250375。3）確認主汽、冷再、輔汽供汽調(diào)節(jié)閥進口側已完全疏水。4）按下列順序打開各壓力調(diào)節(jié)閥后的

13、隔離閥：軸封溢流閥，軸封主供汽閥，最后是軸封輔汽供汽閥(熱態(tài)啟動時，輔汽供汽隔離閥關閉)。關閉各個調(diào)節(jié)閥的旁路閥。5）打開輔汽供軸封站電動門及輔汽供軸封調(diào)節(jié)閥前電動門，稍開輔汽至軸封供汽調(diào)節(jié)閥，向軸封母管供汽暖管疏水，檢查疏水暢通，暖管情況正常，軸封母管溫度緩慢上升，溫度正常后緩慢調(diào)節(jié)軸封輔汽供汽調(diào)節(jié)閥向軸封供汽并投入自動調(diào)節(jié)，確認壓力穩(wěn)定。6）緩慢開啟高、中、低壓缸軸封進汽隔離閥向各軸端送汽，檢查軸封回汽正常，投入輔汽或冷再至軸封壓力調(diào)節(jié)閥自動，壓力設定值設定為27kPa。檢查軸封汽母管壓力應正常，低壓軸封汽溫度在121177之間，汽輪機各端部汽封處不冒汽。7）開啟軸封加熱器水側進、出水門；

14、汽側進汽門及疏水門，投入軸封加熱器運行。8）啟動一臺軸加風機，另一臺投備用。檢查軸加負壓及水位正常。9）打開低壓缸軸封減溫水調(diào)節(jié)閥前后隔離門，減溫水投入自動，溫度設定值設定為150，確認低壓軸封母管溫度正常。10)隨機組負荷升高，投入溢流調(diào)節(jié)閥“自動”，并開啟軸封溢流至#8低加電動門(7、8低加水側已投)。壓力設定值為30kPa，檢查溢流閥動作正常。11)在機組盤車、沖轉及低負荷時，軸封汽源來自輔助汽源，維持供汽壓力在0.023MPa。12)當負荷達到25%60%，再熱冷段已能滿足汽封供汽要求，根據(jù)情況可將軸封汽源切至再熱冷段供，維持軸封母管壓力在27kPa左右。正常情況下不切換。13)隨著機

15、組負荷的升高，輔汽或冷再至軸封壓力調(diào)節(jié)閥將自動關小直至關閉。當負荷達到60%以上時，軸封供汽由高中壓缸軸封漏汽來維持，汽機軸封系統(tǒng)進入自密封狀態(tài)，由軸封溢流閥調(diào)節(jié)軸封母管壓力在30kPa左右，軸封汽溢流至#8低加運行。投入輔汽或冷再至軸封壓力調(diào)節(jié)閥聯(lián)鎖開關。軸封供汽站投入熱備用時，檢查自動疏水器工作正常。14)關閉汽輪機軸封供汽管道上的各疏放水門。3、運行監(jiān)視調(diào)整及維護 1）檢查軸封各調(diào)整門工作正常，壓力、溫度控制在規(guī)定的范圍內(nèi),防止軸封帶水或影響凝器真空。2）定期檢查軸承回油是否帶水，以便分析軸封汽壓力設定是否偏高或軸封汽疏水是否通暢。3）監(jiān)視軸加風機運行正常，監(jiān)視軸加水位正常。軸加負壓維持

16、在-0.5kPa，防止軸封蒸汽外溢。檢查軸加U型管水封正常，軸加進、出水溫正常。4）軸封系統(tǒng)投入正常運行時，維持疏水運行。輔汽至軸封供汽管道疏水器進出口手動門保持開啟。5）如軸封壓力降低可通過調(diào)整軸封供汽旁路門，使軸封壓力恢復正常；軸封供汽調(diào)節(jié)閥或軸封溢流調(diào)節(jié)閥故障時，也可通過旁路門調(diào)整。6）監(jiān)視凝汽器真空正常，真空泵水位正常。7）機組正常運行時，軸封溢流排至#8低加，當#8低加停運時排至凝汽器。8）當機組甩負荷時，軸封系統(tǒng)調(diào)整處理： a)如機組輔汽溫度達到208375要求，則軸封供汽由輔汽供給。 b)如輔汽溫度達不到要求，而冷再溫度達到要求，則關閉輔汽至軸封電動門，軸封供汽切至冷再供給；如冷

17、再溫度也達不到要求，則打開主汽至軸封電動門及調(diào)閥，將軸封供汽切至主蒸汽供給。 c)單臺機組運行時，如機組跳閘或機組停機時，應調(diào)整高低壓旁路開度及減溫水，調(diào)整冷再壓力在0.71.4MPa，溫度在300371，打開冷再供軸封電動門，調(diào)整軸封壓力至正常，保證汽機惰走期間真空正常。 d)當冷再溫度與軸封要求不匹配時，及時將軸封汽源切至主蒸汽，如軸封壓力無法維持，在汽機轉速降至2000r/min以下時，凝汽器破壞真空，真空到零后停止軸封系統(tǒng)。 e)查找機組跳閘原因，盡快恢復機組運行. 9)完成定期切換、試驗工作。4、軸封蒸汽系統(tǒng)停運 1）確認機組處于停機狀態(tài)，轉子已靜止，真空到零，方可停運軸封系統(tǒng)。2）

18、若第一路備用汽源使用冷再蒸汽時，負荷25%以下時，及時將供汽切換為輔汽供給。3)關閉主汽、冷再、輔汽至軸封調(diào)節(jié)閥及隔離門，關閉軸封溢流調(diào)節(jié)閥及隔離門，關閉低壓軸封母管減溫水調(diào)節(jié)閥及隔離門。確認減溫水已可靠隔離，軸封母管壓力降至零，溫度逐漸下降。4）解除備用軸加風機聯(lián)鎖，停運軸加風機。5）打開軸封系統(tǒng)管道上的各疏放水門。6）確認軸封汽溫度持續(xù)下降，若發(fā)現(xiàn)軸封冒汽或軸封汽溫度未連續(xù)下降，須立即查明原因、進行系統(tǒng)隔離、聯(lián)系檢修處理設備缺陷，并注意監(jiān)視主油箱油位。五、軸封系統(tǒng)投運注意事項1）投運軸封前，機組盤車裝置必須運行正常。2）冷態(tài)投運軸封應先抽真空，后投軸封；熱態(tài)正相反，應先投軸封，后抽真空。3

19、）冷態(tài)投運軸封系統(tǒng)時，必須充分暖管、疏水，以防軸封管道振動和軸封蒸汽帶水。4）冷態(tài)時軸封投運不宜過早，以免機組啟動過程中脹差不易控制。5）軸封加熱器水位維持正常，以防水位過高軸封風機進水，燒壞電機、損壞軸承。6）低壓軸封減溫水不宜突然開得過大，以防霧化不好，軸封蒸汽帶水。7）軸封蒸汽汽源應盡量選擇與高、中壓缸末級溫度相匹配的。8）機組負荷大幅度變動，不能滿足自密封時，應即時切換汽源。六、軸封系統(tǒng)的一般事故處理1、軸封供汽不足 1）現(xiàn)象 A:凝汽器真空下降。B:軸封供汽母管壓力下降。 2) )原因A:溢流站調(diào)節(jié)閥失靈。B:溢流站旁路閥誤開。C:開、停機時，高、低壓軸封供汽調(diào)節(jié)閥失靈，或有關閥門誤關。 3)處理A:溢流站調(diào)節(jié)閥失靈，應關小調(diào)節(jié)閥前截門，并手動調(diào)整以維持正常的軸封母管壓力，并聯(lián)系維修處理。旁路門誤開，應立即關閉。B:開、停機時，若高、低壓軸封供汽調(diào)節(jié)閥失靈，應開啟調(diào)節(jié)閥旁路門手動調(diào)整，并關閉調(diào)節(jié)閥前后截門，聯(lián)系維修處理。有關閥門誤關，應立即開啟。2、軸封溫度過低 1）原因 A:軸加滿水了，水通過軸封回汽管路進入軸封母管，引起溫度下降B:軸封減溫水自動失靈，大量的減溫水進入軸封母管，引