1、汽轮机轴封系统流程图汽轮机轴封系统流程图讲课人：侯永胜2015.12.25CONTENTS目录轴封系统简介1轴封系统流程2轴封系统原理及图片展示3主要设备的作用4轴封系统事故处理5巡检项目61.1.轴轴封系统简介封系统简介n汽轮机轴端漏汽n为了防止转动部分与静止部分发生摩擦，汽轮机气缸两端与所穿过主轴之间必须留有一定的间隙。由于压力差的存在，在高压端总有部分蒸汽向外泄露，而在低压端为避免空气进入气缸破环真空，一般要送入略大于大气压的轴封蒸汽，该蒸汽一部分漏人低压缸内，另一部分向外漏出，这些漏汽不做任何有用功，造成外部漏汽损失。n漏汽的弊端n（1）损失了做功做功工质，减少了汽轮机发出的功率，造成
2、漏汽损失。n（2）造成凝汽器压力升高，汽轮机做功减少。n（3）氧化设备，使得安全性变差，并破坏工作环境。n轴封作用n高压轴封用来防止蒸汽漏出汽缸，以确保汽轮机有较高的效率，低压轴封用来防止空气漏入汽缸，保证机组有尽可能高的真空，也是为了保证汽轮机组的高效率。1.1.1 1轴封系统作用轴封系统作用1.1.2.2.轴封系统介绍轴封系统介绍 轴封系统采用自密封系统。所谓“自密封系统”是指在机组正常运行时，由高、中压缸轴端汽封的漏汽经喷水减温后作低压缸轴端汽封的供汽，多余漏汽经溢流站溢流到凝汽器。在机组启动或低负荷运行阶段，汽封供汽由外来蒸汽提供。汽轮机轴封系统有两种供汽方式，10%负荷以下用轴封母管
3、供汽，10%负荷高压缸实现自密封，25%负荷中压缸实现自密封，60%负荷机组实现自密封，多余的汽溢流至凝汽器。启动初期、高压缸未进汽或者低负荷时进汽压力较低，此时轴封系统由辅汽系统供汽，分别供给高、低轴封。经过各个轴封后，部分蒸汽进入到汽轮机内部，部分蒸汽通过轴封系统回汽管道回至轴封加热器，最后通过轴封疏水回到汽轮机凝汽器。高负荷期间，高压缸进汽压力较高，大于轴封系统供汽。此时，高压缸漏气至轴封供汽管道，实现汽轮机自密封。由高压缸漏气分别供给高、低压轴封，最后分别经过轴封加热器和轴封疏水回到汽轮机凝汽器。该系统还向给水泵汽轮机供轴封汽源，该系统设有轴封压力自动调整装置、溢流泄压装置、轴封抽气装
4、置和低压轴封减温装置等。2.2.轴封系统流程轴封系统流程2 2.1 1轴封系统流程轴封系统流程2 2.2 2运行数据运行数据2 2.3.3运行运行参数参数1.轴封供汽母管压力达0.11MPa时“轴封压力高”报警，压力为0.14MPa时安全门动作。2.轴封母管压力应维持在0.040-0.055MPa之间，辅汽处于热备用状态，过热度14。供汽母管温度208375。3.低压轴封进汽温度应维持在121到177范围内。4.轴加负压维持在-6.3kPa以上，防止轴封蒸汽外溢。5.当负荷在210MW以上时，检查轴封系统应在自密封控制方式，此时轴封蒸汽母管压力由轴封溢流调节阀控制压力在0.05MPa，维持轴封
5、压力正常。3 3.轴封系统原理轴封系统原理 在汽轮机起动和低负荷时所有汽缸中压力都低于大气压力。密封汽供到“X”腔室，通过汽封环一边漏入汽轮机，另一边漏到“Y”腔室。“Y”腔室与轴封加热器相连，轴加风机抽吸此漏气，控制该室压力具有一定的真空度。因而，外界空气通过外部汽封环漏入“Y”腔室后，与从“X”腔室来的密封蒸汽混合，再流向轴封冷却器。随着机组负荷的增加，调速汽阀开大，进汽量增加，汽缸内压力相应增大。当高中压缸两端的排汽压力高于“X”腔室压力时，汽流在内汽封环内发生相反流动，缸内的蒸汽经过汽封流向“X”腔室。汽封由带汽封齿的汽封环，固定在汽缸上的汽封套和固定在转子上的轴套三部分组成。气体穿过
6、间隙进入空腔，由于容积扩大，气体膨胀而产生剧烈的漩涡。在容积比间隙容积大很多的空腔中气体流速几乎等于零，这时气流的绝大部分动能转化为热能，被腔室中的气体吸收，气体温度又从流经间隙时的温度回升到流入间隙前的温度，在空腔内的压力却回升很小，使气流的焓值保持接近于间隙前的数值。气流残存小部分动能，经过下一级齿顶间隙继续降低压力和流量。经过一级一级地重复节流及等焓热力学过程，使气体残余速度，压力逐渐降低，最终气体的外漏量非常小，起到密封作用。迷宫式示意图4.4.主要设备的作用主要设备的作用4.1 VV4.1 VV阀阀在中压缸启动过程中，因高压缸没有进气，通风摩擦使转子动叶，隔板静叶温度升高，产生热应力
7、与热变形，此时开启VV阀利用凝汽器的负压将高压缸抽成真空，控制温度的升高。4.2 BDV4.2 BDV阀阀在紧急停机时，高压缸内的蒸汽会经过高中压缸之间的中间汽封，中压缸，从而引起转子飞车，所以在中间汽封引出管路，通过BDV阀，直接引入凝汽器，将高压缸内的汽排出。4.3 4.3 轴加风机轴加风机机组运行中依靠轴加风机使轴封加热器里形成微负压，倘若二台轴加风机全部故障停运，加热器内负压将要消失，造成大小机各汽（轴）封回汽不畅无法正常吸入轴加。将造成汽缸二侧轴端处向外大量冒汽，严重时将引起轴封汽母管安全门动作，浪费工质且影响环境；但危害最大的间接影响将会使轴封汽进入轴承油腔室内，严重恶化油质，使油
8、中带水甚至乳化，直接对机组安全性带来危害。4.4 4.4 供供汽母管压力调整机构汽母管压力调整机构轴封供汽采用两阀系统，即在汽轮机所有运行工况下，供汽压力通过两个调节阀即主汽供汽调节阀、溢流调节阀来控制，使汽轮机在任何运行工况下均自动保持供汽母管中设定的蒸汽压力。上述两个调节阀及其前后截止阀和必需的旁路阀组成两个压力控制站，分别为主汽汽源供汽站和溢流站。4.5 4.5 轴封加热器轴封加热器 主要作用是将汽气混合物的热量传给凝结水，提高了汽轮机热力系统的经济性。其次利用凝结水来冷却各段轴封和高、中压主汽调节阀阀杆抽出的汽气混合物，在轴封加热器汽侧腔室内形成并维持一定的真空，防止蒸汽从轴封端泄漏。
9、使混合物中的蒸汽凝结成水，从而回收工质。同时，将混合物的温度降低到轴加风机长期运行所允许的温度。序号序号设备设备项目项目单位单位规范规范1 1轴加风机轴加风机型式型式13.20-033.3-113.20-033.3-1容量容量m m3 3/h/h20002000全压全压PaPa1350013500主轴转速主轴转速rpmrpm29002900厂家厂家杭州科星鼓风机有限公司杭州科星鼓风机有限公司2 2轴加风机电机轴加风机电机型式型式Y Y2 2160L-2160L-2功率功率KWKW18.518.5电压电压V V380380转速转速rpmrpm29302930厂家厂家安徽皖南电机股份公司安徽皖南电
10、机股份公司3 3轴封加热器轴封加热器型式型式JQ-150-3JQ-150-3卧式、列管表面式卧式、列管表面式最小冷却水流量最小冷却水流量t/ht/h350350最大冷却水流量最大冷却水流量t/ht/h940940汽侧设计压力汽侧设计压力MPaMPa0.70.7管侧设计压力管侧设计压力MPaMPa4.84.8汽侧设计温度汽侧设计温度300300管侧设计温度管侧设计温度100100换热面积换热面积M M2 2150150制造厂制造厂东方汽轮机有限公司东方汽轮机有限公司4 4、安全门安全门型式型式带散热器弹簧全启式安全阀带散热器弹簧全启式安全阀整定压力整定压力0.14 MPa0.14 MPa4.5
11、4.5 蒸汽过滤器蒸汽过滤器1：阀体 2：滤芯网3：垫片 4：滤网盖在汽封供汽管路中，防止供汽管路中的杂物进入汽轮机的轴端汽封，保证机组的安全运行。4.6 4.6 多级多级水封图展水封图展多级水封实物图流程图4.6.1 4.6.1 多级多级水封原理水封原理轴加多级水封级数轴加多级水封级数计算计算公式：公式：ghppn21P1:轴加内的压力，kPa;P2:外界压力，kPa;h:每级水封管的高度；：水的密度，kg/m3.4.6.2 4.6.2 多级水封作用多级水封作用及及优缺点优缺点作用：作用：维持轴加疏水水位，保护真空，一旦多级水封里的维持轴加疏水水位，保护真空，一旦多级水封里的水灌满后，它的水
12、位是基本维持不变的水灌满后，它的水位是基本维持不变的。优点优点：没有机械传动，因而无磨损、无卡涩；没有电气元：没有机械传动，因而无磨损、无卡涩；没有电气元件，因而不需要调试，不耗电；结构简单，维护方便件，因而不需要调试，不耗电；结构简单，维护方便。缺点缺点 ：停机后水封管内有残留积水，易造成金属锈蚀，：停机后水封管内有残留积水，易造成金属锈蚀，因而影响再次启动时凝结水的质量；占地面积大因而影响再次启动时凝结水的质量；占地面积大，以及，以及仅仅能在加热器间压力差不大的情况下能在加热器间压力差不大的情况下使用。使用。5 5.轴加系统运行轴加系统运行轴封系统的一般事故处理1 轴封母管压力异常轴封母管
13、压力异常 1.1 现象现象集控画面上轴封压力指示偏离设定值或异常波动。集控画面上轴封压力指示偏离设定值或异常波动。1.2 原因原因1）轴封压力自动调整失灵。）轴封压力自动调整失灵。2）轴封供汽调整门或溢流调整门卡涩。）轴封供汽调整门或溢流调整门卡涩。3）主汽压力大幅波动。）主汽压力大幅波动。4）未实现自密封时辅助蒸汽压力大幅摆动或辅助蒸汽压力过低。）未实现自密封时辅助蒸汽压力大幅摆动或辅助蒸汽压力过低。1.3 处理处理1）解列轴封自动调节，尽量维持负荷不变，手动调整轴封压力在正）解列轴封自动调节，尽量维持负荷不变，手动调整轴封压力在正常范围内，联系检修人员迅速处理。常范围内，联系检修人员迅速处
14、理。2）维持负荷及主汽压力稳定，联系检修人员迅速处理。）维持负荷及主汽压力稳定，联系检修人员迅速处理。3）加强监视，尽量维持主汽压力稳定，防止大幅度变化。）加强监视，尽量维持主汽压力稳定，防止大幅度变化。4）迅速恢复辅助蒸汽联箱压力至）迅速恢复辅助蒸汽联箱压力至0.8MPa以上，稳定辅汽压力，防止以上，稳定辅汽压力，防止大幅度波动。大幅度波动。5）出现轴封溢流调整自动失灵短时无法恢复时，可手动调整轴封溢）出现轴封溢流调整自动失灵短时无法恢复时，可手动调整轴封溢流阀旁路电动门来维持轴封母管压力。流阀旁路电动门来维持轴封母管压力。6）检查轴加风机入口门开度是否偏小，否则应及时开大检查轴加风机入口门
15、开度是否偏小，否则应及时开大。轴封系统的一般事故处理2 轴加水位高轴加水位高 2.1 现象现象DCS画面上轴加水位异常报警。2.2 原因原因1）轴加多级水封故障，或水封未注满水。2）轴加内部管子泄漏。3）轴加压力异常。2.3 处理处理1）迅速开启轴加壳侧放水门，开启凝结水至多级水封注水门对轴加多级水封进行注水，排除内部空气，维持轴加水位。2）若轴加壳侧放水门开启仍无法维持水位，水位高报警无法消除，同时凝结水流量较平时同工况下流量大，轴加后凝结水压力降低，判断为轴加内部泄漏时，调整轴封母管在较低压力，监视轴加水位及机组真空。3）调整轴加压力，恢复正常。轴封系统的一般事故处理3 轴加供汽温度异常轴
16、加供汽温度异常3.1低压供汽温度高低压供汽温度高1）减温器喷嘴堵塞，联系检修清理。2）喷水调整门故障，应切为旁路，联系检修进行处理。3）检查减温水供水压力是否偏低，及时进行调整。.3.2低压轴封供汽温度低低压轴封供汽温度低1）减温水调整门开度是否过大，及时加以调整。2）减温水调整门故障，联系检修进行处理。3）检查低压轴封疏水管路是否畅通，否则应联系检修处理。4）若因低压缸喷水引起，检查关严低压缸喷水减温水门。6.6.巡检项目巡检项目6.16.1巡检项目巡检项目1.轴加水位：200-300mm,负压正常。2.轴加风机出口压力,振动正常（0.085mm）。3.各管道，阀门无漏汽，漏水；管道介质流向标识齐全；阀门位置正确，无内漏，标识齐全。
