北海电厂轴封系统介绍

1、轴封系统运行二值 黄贻冠一、什么是汽轮机的汽封 在汽轮机级内，在静叶环和主轴的间隙处，以及动叶顶部与汽缸（或静叶持环）的间隙处存在漏汽；此外，在汽轮机的高压端或高中压缸的两端，在主轴穿出汽缸处，蒸汽会向外泄漏。这些漏汽都将使汽轮机的效率降低，并增大工质损失。在汽轮机低压端或低压缸的两端，因汽缸内的压力低于大气压力，在主轴穿出汽缸处，会有空气漏入汽缸，使机组真空恶化，并增大抽气器的负荷。 为了减少汽轮机各动静间隙处的漏汽和防止空气从轴端漏入汽缸；以保证汽轮机正常安全运行，在汽轮机的上述间隙部位都设置了汽封。二、汽封的分类 汽封的结构形式有多种多样，目前大型汽轮机组普遍采用迷宫式汽封，本机组也是如

2、此。迷宫式汽封是由带汽封齿的汽封环与转动部件之间构成很小的径向间隙，形成许多环状的节流圈，每个节流圈均紧接一个涡流室。其最简单的结构型式如图所示，图中上一排是汽封环自带汽封齿的整体式结构，下一排是在汽封环上另外镶入汽封齿的镶片式结构。 （a）(e)平齿汽封 (b)(c)(f)(g)高低齿汽封 (d)(h)双低齿汽封 汽封按其安装位置的不同，可分为通流部分汽封、静叶环汽封、平衡活塞汽封和轴端汽封四大类。轴端汽封又称为轴封。 平齿汽封 高低齿汽封三、轴封结构 本机组的轴端汽封包括高中压缸两端汽封和低压缸两端汽封。 1高、中压汽缸轴封。 高、中压汽缸的轴封包括前端轴封（调阀端）和后端轴封（电机端），

3、每端又分为内轴封和外轴封两个部分。内、外轴封各有一个轴封持环，它们是与汽缸体分离的独立部套。内轴封持环安装在高、中压外汽缸端部内环面凹槽上；外轴封持环用螺栓固定在外缸端部外环面。 （1）高、中压汽缸内轴封 高、中压汽缸的前端的内轴封和后端的内轴封的结构如图所示。内轴封持环依靠水平中分面外伸支撑键搭在外下缸水平中分面上，并靠底部的定位键定位导向。这种布置允许内轴封持环随温度变化而自由膨胀和收缩，并保持相对汽轮机轴线的相对位置。轴封持环结构与平衡环汽封持环相似，装配方法也相同。 高、中压汽缸内轴封的汽封环也采用高、低齿的迷宫式汽封。两端内轴封持环上都装有二圈汽封，每个汽封环由八段带有T型根部的弧段

4、组成，装入内轴封持环相应的槽中，在上半弧段的水平中分而附近有两个穿过槽的专用止动销，以防止汽封环转动，也用于防止吊起内轴封持环时汽封环落下。 内轴封持环上汽封环的齿数、弧段数、构造及安装要求与前述高压静叶持环上的汽封环是一样的，这里不再赘述。 （2）高、中压汽缸外轴封 高、中压汽缸前、后端外轴封及汽封环装配图见图所示。该轴封持环分为上、下两半，在水平中分面处用法兰螺栓连接。外轴封持环上的汽封环与前述高压平衡活塞汽封环的构造原理一样，采用高、低齿汽封片组成的迷宫式汽封。 2低压汽缸外轴封 低压汽缸外轴封结构如图所示。它是迷宫式汽封，由许多汽封片组成，可使汽封漏汽减少至最低限度。汽封漏汽从腔室“Y

5、”通过轴封持环下半的接口通向汽封冷却器，冷却器维持腔室“丫为部分真空从而防止漏汽通过腔室流问汽机房。三、轴封结构(a)前端内轴封持环 (b)前端内轴封持环上汽封环结构(c)后端内轴封持环 (d)后端内轴封持环上汽封环结构 1-螺钉 2-弹簧片 3-专用销 4、5、6-汽封片 7、8-轴封持环 9-轴封持环四、轴封系统介绍一、简介 在汽轮机的各汽缸端部虽然装有轴端汽封，能减少蒸汽漏出和空气漏入汽轮机，但漏汽（气）现象不可能完全消除。为了有效抑制漏汽（气）对运行环境和经济性的不利影响，汽轮机都装有轴封供汽及抽汽的轴封系统，此系统还将漏汽引向回热加热系统，可以回收工质并利用轴封漏汽的热量，从而减少系

6、统的工质损失和热量损失。汽轮机的轴封系统是由汽轮机的轴端汽封和有关附属设备，加上与之相连接的管道和阀门组成的。不同型式的汽轮机组的轴封系统不完全相同，大中型汽轮机都采用具有自动调节装置的闭式轴封系统。 本机组采用具有自动调节装置的闭式轴封系统，它是由轴端汽封、轴封压力调节站、低压轴封减温喷水调节站、轴封蒸汽冷却器、蒸汽过滤器、安全阀等组成。汽轮机所有汽缸的轴封都分段，段间形成轴封的抽汽室或供汽室，前面已作叙述。本机组高中压汽缸的前、后轴封和低压汽缸的前、后轴封都是分成三段，各有两个汽室。所有汽缸轴封的汽室都由汽缸内端向汽缸外编为X腔室和Y腔室。 所有汽缸轴端外侧的汽室Y都与轴封蒸汽冷却器蒸汽空

7、间相连接。利用轴封抽气器（电动风机）抽出轴封蒸汽冷却器内的空气，从而保持轴封蒸汽冷却器内的压力低于大气压力，则使所有汽缸的外侧汽室（Y腔室）都能保持微负压状态（一般保持其压力低于大气压力约1.2KPA），防止蒸汽从汽缸轴端漏出。外界空气会经轴封最外段的汽封环漏入外侧的Y腔室，其Y腔室中的蒸汽、空气混合物通过各轴封持环上特制的孔进入轴封蒸汽冷却器，漏汽被冷却成疏水，不凝结的空气由轴封抽气器抽出。 所有汽缸轴封的内汽室（X腔室），由轴封供汽母管来的蒸汽或汽缸内的高中压漏汽进入这些汽室。在任何工况下，X 腔室中的压力由轴封压力调节站自动维持在约为113800Pa-126500Pa，即稍高于大气压力，

8、用以防止大气中的空气进入汽缸。进入X腔室的蒸汽称为密封蒸汽。 四、轴封系统介绍 四、轴封系统介绍二、轴封压力调节 轴封系统所需的蒸汽与汽轮机的负面有关。在启动、空载和低负荷时，缸内出现真空，为防止空气漏入，需向轴封供应低温低压蒸汽，以及在高负荷时为防止高中压缸轴端漏汽，设有定压轴封供汽母管。母管内蒸汽来自冷再热蒸汽或主蒸汽或者辅助蒸汽，以及高中压缸轴端X腔室漏出的蒸汽。 如果高中压汽缸通过轴端内汽封环漏入X腔室的汽量超过各低压轴封需要的密封汽量，则轴封供汽母管的压力将升高，供汽阀将完全关闭，而溢流阀开启，将多余为蒸汽排往凝汽器，从而控制轴封供汽母管的压力恒定。三、低压轴封蒸汽减温 从轴封供汽母

9、管进入低压缸轴端汽封X腔室前，密封蒸汽需减温，以控制蒸汽温度在121-177之间，防止高温蒸汽使轴封持环受热变形和轴承润滑油温升高影响轴承正常工作，以防损坏汽轮机转子。蒸汽的减温一方面是利用裸露进汽管自然冷却降温，另一方面是由低压缸轴端汽封的温度传感器控制的喷水减温系统来调节并加强冷却。使用减温系统后，当进入减温器的蒸汽温度达到260或更高的情况下，仍可使汽封蒸汽温度维持在121177之间。如果进入减温器的蒸汽温度远低于260，特别是接近控制范围121177时，可停止喷水减温，依靠进汽管的自然冷却就能使蒸汽降温，甚至降低至121以下。 减温器及其连接管道中。由轴封供汽母管来的过热蒸汽进入减温器

10、，在减温器管子的收缩部位蒸汽流速增加；由凝结水泵来的减温水通过减温器喉部收缩管最小截面处的喷嘴喷出而注入高速汽流中，以保证减温水全部雾化，随着减温水的汽化而使蒸汽的温度降低。经过喷嘴的冷却水量由膜板驱动阀对应于来自控制器的空气信号进行控制，而控制器（传感器）感受低压轴封的温度。在喷嘴出口约1.52m处的供汽管道中装有一个疏水阀。 五、轴封系统运行1、启动前准备工作1.1 确认主机及给水泵汽轮机处于盘车状态，闭式水、凝结水（保证轴加正常通凝结水）、辅助蒸汽系统已投运正常， 压缩空气系统运行正常。1.2 执行“辅机投运通则”。1.3 轴加回水至地沟手动门开启，轴加多级水封至凝汽器手动门关闭。2、

11、轴封系统投运2.1 辅助蒸汽联箱至轴封母管辅助蒸汽阀门站管道暖管：2.1.1检查辅汽至轴封调节门前电动门及旁路门关闭。2.1.2稍开辅汽联箱至轴封供汽手动门。2.1.3检查辅汽联箱至轴封母管辅助蒸汽阀门站管道暖管、疏水情况正常。2.1.4暖管10min后，全开辅助蒸汽联箱至轴封母管手动门。2.1.5确认轴封辅助汽阀门站进口疏水器保持连续疏水。2.2 轴封系统暖管:2.2.1打开高、低压轴封母管疏水门，打开高低压轴封进汽滤网排污门。2.2.2稍开辅汽至轴封调节门旁路门暖管20min。2.2.3检查高低压轴封母管、高低压轴封进汽滤网疏水畅通，暖管情况良好。2.2.4检查高中压轴封汽温度与高中压缸轴

12、封段金属温度之差应111。2.2.5待高低压轴封进汽滤网排污门全为蒸汽后关闭排污门。 五、轴封系统运行2.3 轴封系统暖管结束后，投入低压轴封减温水“自动”调节，投入辅汽至轴封调节门“自动”，检查调节门动作情 况及轴封母管压力应正常，关辅汽至轴封母管调整门旁路门。轴封各汽源、溢流站充分疏水后投入轴封各汽源、 溢流阀。低压缸轴封供汽温度在121177之间，正常温度应为149。2.4 启动轴加风机，检查轴加风机振动、声音、电流、轴加真空正常。投入轴加风机联锁。检查汽轮机各端部汽封处 不冒汽，否则应调整轴封供汽母管压力或轴加风机进口门开度。2.5 关闭各汽源疏水手动门及疏水器旁路手动门，疏水器前后手

13、动门应保持全开。2.6 当轴封供汽母管压力达0.024MPa，检查辅汽至轴封调节门应自关。当轴封供汽母管压力达0.031MPa，检查轴 封供汽母管溢流门自动调节维持轴封供汽母管压力正常。小机轴封汽需投入时，调节小机轴封进汽门。调整原则 为：控制小机轴封母管压力在0.0100.020 MPa左右，前后端轴封处不漏汽。2.7 机组负荷达240MW时，汽轮机轴封应能自密封。2.8 确认辅汽、冷再、主汽供轴封汽应处于热备用状态，并调整各汽源设定值以保持各备用汽源调整门在5%开度， 否则投入各汽源前应充分疏水暖管。2.9 机组热态启动时，根据转子温度确定轴封供汽是主汽或冷再，使轴封供汽温度与转子表面温度

14、间的温差保持在最 低限度。 五、轴封系统运行3、轴封系统停运3.1 机组停运过程中，当轴封供汽母管压力0.031MPa，检查轴封供汽母管溢流门应关闭，轴封供汽母管压力正常。3.2 当轴封供汽母管压力低至0.024MPa时，检查辅汽至轴封调节门应自动调节，并维持轴封供汽母管压力 0.024MPa。3.3 随机组负荷降低，根据转子温度确定轴封供汽是主汽或冷再或辅汽。3.4 机组停机后，凝汽器真空至“0”，停运轴加风机，停运轴封供汽。3.5 退出低压缸轴封减温水调节门自动，关闭调节门。3.6 开启轴封系统各疏水阀。4、 运行维护4.1 检查轴封供汽母管压力、各进汽调节阀和溢流阀动作情况应正常。4.2

15、 检查轴封供汽母管温度、低压缸轴封供汽温度调节应正常。4.3 检查轴加风机振动、声音应正常。4.4 检查轴加真空应正常（95KPa(a)），汽轮机各端部汽封处不应冒汽。4.5 检查轴加无高、低水位报警信号，轴加疏水应走U型管，U型管水封正常，轴加进出水温度应正常。 五、轴封系统运行5、轴封系统使用注意事项5.1 进入汽轮机汽封体内的蒸汽应保持有14以上的过热度。5.2 为了避免转子弯曲，在盘车装置投运前，不得投运轴封系统。5.3 为了保护轴封段转子，使之免受热应力造成的损害，开、停机时均应使轴封汽温度与转子表面温度间的温差 111。5.4 高、低压轴封应分别供汽，供汽过程中保持疏水畅通。 六、轴封系统设备参数 轴封加热器轴封加热器型号型号LQ-116-1设计压力（MPa）（汽侧/水侧）0.59/3.45设计温度（）（