汽轮机轴封系统

低压缸低压缸中压缸高压缸主汽门杆漏汽来再热汽门杆漏汽来轴封加热器小机轴封回汽辅汽联箱来冷再来凝结水来主蒸汽来溢流至低压凝汽器至小机轴封凝结水来至低压侧凝汽器轴封系统的功能•轴封系统的功能是在转子穿出汽缸处，防止空气进入汽缸或蒸汽由汽缸漏出。并回收汽机的汽封漏汽，利用其热量加热部分凝结水，同时还可抽出汽机轴封系统的气体混合物，防止蒸汽漏出到机房或油系统中去。轴封原理•在汽轮机起动和低负荷时（图A），所有汽缸中压力都低于大气压力。密封汽供到“X”腔室，通过汽封片一边漏入汽轮机，另一边漏到“Y”腔室。“Y”腔室由装于汽封冷却器上的电动机驱动的风机使之保持稍低于大气的压力。从而使空气从大气通过外部汽封片漏到“Y”腔室。漏泄蒸汽和空气混合物通过与汽封冷却器的连接管从“Y”腔室抽出。•当高压、中压或高、中压合缸的排汽压力超过“X”区的压力时，汽流在内汽封环发生相反流动。随着排汽区压力增加，流量也增加，因此对于一个单独高压缸的汽封，在大约10%负荷时变成自密封，而对于一个中压或高、中压合缸的汽封，在大约25%负荷时变成自密封。大于这一负荷，蒸汽从“X”区排出，通到汽封系统总管。蒸汽再由总管流至低压汽封。如有任何过剩的蒸汽，则通过溢流阀流到凝汽器。•主机轴封采用的是迷宫式汽封。这种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。这种汽封是通过把蒸汽的压力能转换成动能，再在汽封中将汽流的动能以涡流形式转换成热能而消耗。在汽封前后压差及漏汽截面一定的条件下，随着汽封齿数的增加，每个汽封齿前后压差相应减少，这样流过每一汽封齿的流速就比无汽封齿时小的多，就起到减少蒸汽的泄露量的作用。轴封汽源•各轴封汽源的整定值（近似）如下：•高压供汽0.0207MPa表压•冷再热供汽0.0276MPa表压•辅助供汽0.0241MPa表压•溢流0.0310MPa表压•每个供汽阀门站均配有电动截止阀，可根据需要对汽源的切换进行人工控制。•由于超临界机组的主蒸汽参数较高，高压供汽一般配置2个串联的减压阀，第一个减压阀将压力控制在5.0MPa左右，再经第二个减压阀将压力控制在设定的压力范围，然后由高温减温器将温度减至350～400℃，减温水由高旁减温水来。为防止高温、高压蒸汽对汽封系统造成不利影响，在不需要高压供汽时，应由电动截止阀切断主蒸汽的汽源。减温器•低压汽封减温器在供汽管进入凝汽器之前用以降低低压汽封密封蒸汽在供汽管中的温度。使低压汽封汽温维持在121℃～176℃范围，以防止汽封壳体可能的变形和损坏汽轮机转子。过热蒸汽进入减温器后，汽流随管道截面缩减而加速。然后，蒸汽通过喷射喷嘴，在那里冷却水被吸入高速汽流，这就保证可靠的雾化，随冷却水蒸发而使蒸汽降温。减温水来自凝结水母管。到喷射喷嘴的冷却水量由气动调整门控制。汽封冷却器•汽封冷却器的作用是维持汽封漏泄系统的压力略低于大气压力，防止从各汽封端逸出蒸汽以及抽取和凝结蒸汽。并利用这些蒸汽的热能来加热主凝结水，提高了汽轮机热力系统的经济性，又分离了空气，保证轴封系统的正常工作。•汽封冷却器必须维持一个稍低于大气压的压力。通常取0.00689MPa大气压（71mm水柱）的负压。它的汽源主要有主机、小机轴封回汽和门杆漏汽。主要由壳体，进、出口水室，热交换管组成。•运行时，主凝结水进入汽封冷却器进口腔室，流过冷却器中的管子，由出口腔室排出。汽封密封蒸汽漏泄通过蒸汽进入口进入冷凝段,然后它流过管子的外侧被凝结。所形成的疏水通过合适的密封U型管排至低压凝汽器。空气和其他不凝结气体由轴加风机排至大气。•汽封冷却器设有两台轴加风机。正常运行时，一台运行，一台备用。安全阀•由于到汽封系统的供汽压力可能超过系统的设计允许压力，系统中装有安全阀和爆破盘用以释放可能由于调节阀的误动作引起的超压。•安全阀和爆破盘是“突开”式直接压力作用的释放阀。它们分别被整定在0.28MPa和0.8MPa时开启，用于释放由于汽封蒸汽调节阀的空气完全中断所引起的汽量。这是由高压和冷再热调节阀均全开供汽，而此时汽轮机正在带负荷运行并且去凝汽器的溢流阀是关闭而产生的。•蒸汽滤网•每根到汽封的供汽管上都装有蒸汽滤网，以防止异物进入汽封而引起转子可能的损坏。热电偶•为使汽轮机运行人员可监视高压和中压汽封供汽和该汽封区转子金属温度之间的温差，装设了热电偶。密封汽温度可在调节阀和汽封之间的管中直接测量。汽封区的转子金属温度不能直接测量，只能近似地测量汽缸一端或二端的汽缸端壁温度。轴封系统的运行•起动•2.2.1.1机组置于盘车状态，打开所有汽轮机和进汽管的疏水。•2.2.1.2建立主凝汽器的水循环。•2.2.1.3起动凝结水泵，建立汽封冷却器的冷却水流。•2.2.1.4打开汽封冷却器水室的排放孔，直至所有残余的空气被排至大气。•2.2.1.5确保汽封冷却器壳体去主凝汽器的疏水系统打开。•2.2.1.6确保汽封冷却器水位报警投入使用，该仪器的关闭阀已打开。•2.2.1.7接通到低压汽轮机汽封蒸汽减温器控制阀的供气。打开控制阀两边的手动关闭阀。控制阀应固定在关闭位置，因为此时无汽供给低压汽轮机汽封。确保控制阀的旁通阀关闭。•2.2.1.8确保每个汽封系统压力调节阀站的手动关闭阀和旁通阀是关闭的。•2.2.1.9接通到每个汽封压力调节阀的供气。•2.2.1.10确保高压辅助及冷再热供汽压力调节阀进口侧的蒸汽疏水是打开的，供汽管中是无水的。•2.2.1.11在确信调节阀上游供汽管无水且供汽温度在规定范围内后，以下列次序打开调节阀两边的手动关闭阀：溢流阀、冷再热供汽阀、辅助供汽阀，最后是高压供汽阀。每个调节阀的旁通阀应保持关闭。•2.2.1.12当高压供汽关闭阀被打开时，汽封供汽总管中将建立蒸汽压力。确保汽封总管压力稳定在调节阀整定点的压力。•2.2.1.13一旦汽封总管建立供汽压力后，应立即启动汽封冷却器的排风机。•2.2.1.14确保在每个汽轮机汽封处有微量的真空。•2.2.1.15确保汽轮机汽封没有汽漏泄至大气。如果发现蒸汽漏泄，增加汽封冷却器中的真空，或者调整调节阀的整定值，使汽封总管中有较低的蒸汽压力，直至外部汽封泄漏停止。•2.2.1.16核查低压汽轮机汽封处的汽温在121℃～176℃的限制值之间。也应核查位于蒸汽减温段和低压汽封之间的汽封总管的连续疏水工作正常。•2.2.1.17关闭主凝汽器真空破坏器。启动抽气装置，在主凝汽器中建立尽可能高的真空。随着凝汽器中真空的改善，汽封密封汽的需要量也将增加，注意开大各进汽手动门。•2.2.1.18当负荷增加超过初始值时，外部密封汽需要量将开始减少。在大约25%负荷时，冷再热供汽将提供汽轮机汽封密封系统要求的所有补给汽。在更高负荷时，来自高压和中压缸汽封的漏泄将等于低压缸汽封的全部需求量。当达到高负荷时，汽封总管的汽压将增加到冷再热供汽阀导向阀的整定点，因此调节阀将关闭。如果汽封总管压力继续增加，汽封总管溢流阀将打开，允许过剩的汽封漏汽流向主凝汽器。有控制地减少负荷•当有控制地减少负荷时，只要冷再热压力高到足够维持汽封供汽总管汽压在0.0207MPa表压以上，汽封密封系统的补汽量可取自主冷再热管。如果总管压力跌到0.0207MPa表压以下，高压供汽调节阀或辅助调节阀应打开，以保持总管压力在0.0207MPa表压的水平。•当负荷减少时，汽封补汽来自外部汽源或高压密封供汽的温度应调节到与高、中压转子金属表面温度相匹配。以减少汽封区转子的热应力。•汽轮机脱扣•在汽轮机脱扣情况下，汽封补给汽来自冷再热管，直至冷再热压力降到使汽封总管压力跌到0.0207MPa以下的水平时，汽封供汽将改用高压汽源或辅助汽源。停机顺序•1.当机组盘车并用外部汽源向汽封供汽时，确认主凝汽器真空已完全消失。•2.关闭汽封冷却器排风机。•3.按下列次序关闭汽封压力调节阀两侧的手动关闭阀。•a高压供汽阀b辅助供汽阀•c冷再热供汽阀d溢流阀•在汽封冷却器排风机关闭后，应立即关闭上述阀门。当汽封壳体内不存在真空时，在汽封供汽的运行将导致蒸汽吹向大气。这汽会进入润滑油漏泄区而凝结。润滑油中的凝汽作为一种杂质在油箱中积累。•4.关闭向每个汽封压力调节阀的供气。•5.关闭汽封减温控制阀两侧的手动关闭阀。•6.关闭向汽封减温控制阀的供气。•7.关闭通往汽封封冷却器的冷却水。注意事项•1．在调节阀上游冷再热密封供汽管道上，有一只逆止阀。当冷再热压力变得低于汽封总管压力时，此逆止阀将防止汽封总管的汽倒流到冷再热管。•2．只要有真空把空气通过汽封抽入汽缸，则一定要供汽到汽轮机的汽封。冷汽流使转子表面金属受冷，这会引起汽封壳体热变形。在主凝汽器抽气器关闭和主凝汽器真空完全消失以前，不得关闭汽封供汽。•3．进入汽封内的蒸汽应保持13.8℃以上的过热度。•4．为了避免转子弯曲，故在盘车装置运行前不得将汽封系统投入运行。