汽輪機(jī)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(guān)設(shè)備的簡(jiǎn)介四、軸封系統(tǒng)的投入運(yùn)行與停止五、軸封系統(tǒng)投運(yùn)注意事項(xiàng)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(jìn)水； 2、防止空氣由外向內(nèi)漏入低壓缸而破壞機(jī)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(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，由高壓缸軸端汽封的漏汽經(jīng)均壓箱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(jī)組啟動(dòng)或低負(fù)荷運(yùn)行階段，汽封供汽由新蒸汽提供。 在啟動(dòng)過程中，汽源供汽經(jīng)均

2、壓箱調(diào)壓穩(wěn)壓后，一部分向前汽封供汽，另一部分向后汽封供汽；當(dāng)機(jī)組達(dá)到一定負(fù)荷后，后軸封用汽完全由前汽封的漏汽供給，隨著負(fù)荷繼續(xù)升高，前汽封的多余漏汽自動(dòng)溢流到凝汽器，并由調(diào)節(jié)閥自動(dòng)保持供汽壓力穩(wěn)定。設(shè)置在低壓汽封供汽管路上的溫度控制站自動(dòng)調(diào)節(jié)以保持低壓汽封供汽溫度的穩(wěn)定?？傊?，從啟動(dòng)前投汽封到停機(jī)后停止汽封送汽，該系統(tǒng)完全能自動(dòng)調(diào)整，具有良好的負(fù)荷適應(yīng)性 在汽輪機(jī)起動(dòng)和低負(fù)荷時(shí)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(jī)，另一邊漏到“Y”腔室?！癥”腔室與軸封加熱器相連，軸加風(fēng)機(jī)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

3、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(jī)組負(fù)荷的增加，調(diào)速汽閥開大，進(jìn)汽量增加，汽缸內(nèi)壓力相應(yīng)增大。當(dāng)高中壓缸兩端的排汽壓力高于“X”腔室壓力時(shí)，汽流在內(nèi)汽封環(huán)內(nèi)發(fā)生相反流動(dòng)，缸內(nèi)的蒸汽經(jīng)過汽封流向“X”腔室。 三、軸封系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備的簡(jiǎn)介 它由軸端汽封、壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)（均壓箱）、軸封加熱器、軸封風(fēng)機(jī)、噴水減溫器以及有關(guān)管道組成的閉式軸封系統(tǒng)。1、軸端汽封 本機(jī)組高壓缸和低壓缸共有2組汽封。 DAS汽封其結(jié)構(gòu)形式與梳齒類似，但汽封塊兩側(cè)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，與轉(zhuǎn)子摩擦?xí)r產(chǎn)生的熱量小，不易彎軸。開機(jī)過臨界時(shí)如產(chǎn)生碰

4、磨就會(huì)先與大齒磨，由于它厚不易磨掉故不會(huì)磨到其它的齒，保證正常運(yùn)行時(shí)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(gè)環(huán)形的齒頂間隙時(shí)，產(chǎn)生節(jié)流效應(yīng)，間隙中的壓力溫度均降低。當(dāng)氣體流經(jīng)各個(gè)膨脹空腔時(shí)，則會(huì)產(chǎn)生一系列等焓熱力學(xué)過程 。 氣體穿過齒頂間隙進(jìn)入空腔，由于容積突然擴(kuò)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(shí)，氣流的絕大部分動(dòng)能轉(zhuǎn)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(shí)的溫度回升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

5、保持接近于間隙前的數(shù)值。氣流殘存小部分動(dòng)能，以余速穿過下一級(jí)齒頂間隙繼續(xù)降低壓力和流量。經(jīng)過一級(jí)一級(jí)地重復(fù)上述節(jié)流及等焓熱力學(xué)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(gòu)件(如彈簧)和介質(zhì)的壓力在旋轉(zhuǎn)的接觸表面(端面)上產(chǎn)生適當(dāng)?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(dá)到密封的目的。這層液體膜具有流體動(dòng)壓力與靜壓力，起著潤(rùn)滑和平衡壓力的作用。2、供汽母管壓力調(diào)整機(jī)構(gòu) 軸封供汽采用三閥系統(tǒng)，即在汽輪機(jī)所有運(yùn)行工況下，供汽壓力通過三個(gè)調(diào)節(jié)閥即主汽供汽調(diào)節(jié)閥、輔助汽源供汽調(diào)節(jié)閥和溢流調(diào)節(jié)閥來控制，使汽輪機(jī)在任何運(yùn)行工況下

6、均自動(dòng)保持供汽母管中設(shè)定的蒸汽壓力。上述三個(gè)調(diào)節(jié)閥及其前后截止閥和必需的旁路閥組成三個(gè)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(jié)水，提高了汽輪機(jī)熱力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。其次利用凝結(jié)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(cè)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(jié)成水，從而回收工質(zhì)。同時(shí)，將混合物的溫度降低到軸加風(fēng)機(jī)長(zhǎng)期運(yùn)行所允許的溫度。 運(yùn)行時(shí)，凝結(jié)水由水室進(jìn)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(jìn)入殼體后，在冷卻鋼管處迂回流動(dòng)，通過管壁與冷卻

7、水進(jìn)行熱交換，使凝結(jié)水溫度升高，而汽氣混合物中絕大部分蒸汽凝結(jié)成水，通過水封U型管疏水至凝汽器，不凝結(jié)氣體和少量蒸汽則由軸封風(fēng)機(jī)抽出并排放入大氣。軸封加熱器多級(jí)水封水封的級(jí)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(jí)水封管的高度；：水的密度，kg/m3.軸加多級(jí)水封圖凝結(jié)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(jí)水封作為軸加的疏水裝置的優(yōu)缺點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)：沒有機(jī)械傳動(dòng)，因而無磨損、無卡澀；沒有電氣元件，因而不需要調(diào)試，不耗電；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便。 缺點(diǎn) ：停機(jī)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(dòng)時(shí)凝結(jié)水的質(zhì)

8、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(fēng)機(jī) 本系統(tǒng)采用兩臺(tái)100%容量軸封風(fēng)機(jī)(其中一臺(tái)備用)。 作用是用以抽出軸封加熱器內(nèi)的不凝結(jié)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(fù)壓，使軸封汽的外擋漏氣不向外冒汽。6、減溫器 作用：用新蒸汽供汽溫度，以免低壓汽封體和轉(zhuǎn)子產(chǎn)生熱變形。 減溫器的水來自凝結(jié)水，由設(shè)置在噴水減溫器底部的法蘭口進(jìn)入噴嘴，噴嘴使冷卻水霧化，且沿蒸汽流動(dòng)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(yùn)行與停止1、系統(tǒng)投運(yùn)前的檢查和準(zhǔn)備1)按輔機(jī)運(yùn)行通則進(jìn)行檢查。確認(rèn)該系

9、統(tǒng)及設(shè)備無任何檢修工作，周圍清潔無雜物，設(shè)備系統(tǒng)完好。2)啟動(dòng)前各項(xiàng)試驗(yàn)完成且合格。3)輔汽、儀用空氣系統(tǒng)、凝結(jié)水系統(tǒng)、開式水系統(tǒng)及循環(huán)水系統(tǒng)已投運(yùn)正常。4)主機(jī)潤(rùn)滑油、盤車等已投入運(yùn)行處于盤車狀態(tài)。5)盤車已經(jīng)連續(xù)運(yùn)行2小時(shí)以上。6)主機(jī)本體疏水閥開啟，各高、中壓主汽門、調(diào)門門桿漏汽疏水閥開啟。7)確認(rèn)軸封加熱器水側(cè)已投入。8)真空系統(tǒng)具備投運(yùn)條件。9)確認(rèn)各調(diào)節(jié)門氣源正常，儀表一次門打開，液位計(jì)投入。10)打開全部汽輪機(jī)軸封進(jìn)汽管道疏水門。11)軸封未投好前低壓軸封減溫水嚴(yán)禁投入，以防軸封汽帶水或汽缸進(jìn)水。12)檢查并對(duì)軸加U形管注水正常。13)確認(rèn)主汽供軸封調(diào)節(jié)門、電動(dòng)門關(guān)閉。14)確認(rèn)

10、輔汽供軸封汽調(diào)閥、電動(dòng)門、旁路門和冷再供軸封電動(dòng)門關(guān)閉。15)確認(rèn)軸封溢流調(diào)節(jié)門、旁路門、軸封溢流到凝汽器門關(guān)閉。2、軸封系統(tǒng)投運(yùn) 1 開啟軸封加熱器進(jìn)水門。2. 熱器出水門。3 關(guān)閉軸封加熱器旁路門。4 運(yùn)行值班人員送上軸加風(fēng)機(jī)電源，啟動(dòng)軸加風(fēng)機(jī)，開啟軸加風(fēng)機(jī)進(jìn)口風(fēng)門。5 關(guān)閉軸加疏水排地溝門。6 開啟軸封汽至軸封加熱器進(jìn)汽門。7 檢查軸加排汽正常，軸加疏水U型水封管不燙手。8 開啟軸加U型疏水至疏水箱門，注意凝汽器真空變化。（三期軸加疏水因設(shè)計(jì)缺陷，不回收至凝汽器）。3、運(yùn)行監(jiān)視調(diào)整及維護(hù) 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

11、軸承回油是否帶水，以便分析軸封汽壓力設(shè)定是否偏高或軸封汽疏水是否通暢。3）監(jiān)視軸加風(fēng)機(jī)運(yùn)行正常，監(jiān)視軸加水位正常。軸加負(fù)壓維持在-0.5kPa，防止軸封蒸汽外溢。檢查軸加U型管水封正常，軸加進(jìn)、出水溫正常。4）軸封系統(tǒng)投入正常運(yùn)行時(shí)，維持疏水運(yùn)行。輔汽至軸封供汽管道疏水器進(jìn)出口手動(dòng)門保持開啟。5）如軸封壓力降低可通過調(diào)整輔助汽門，使軸封壓力恢復(fù)正常；軸封溢流調(diào)節(jié)閥故障時(shí)，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）當(dāng)機(jī)組甩負(fù)荷時(shí)，軸封系統(tǒng)調(diào)整處理： a)如機(jī)組一抽壓力達(dá)到要求，則軸封供汽由一抽供給。 b)如一抽壓力達(dá)不到要求，而汽平衡達(dá)到要求，軸封供汽切至汽平衡供給；如汽平

12、衡也達(dá)不到要求，則打開主汽至軸封進(jìn)氣門，將軸封供汽切至主蒸汽供給。 c)機(jī)組運(yùn)行時(shí)，如機(jī)組跳閘或機(jī)組停機(jī)時(shí)，應(yīng)調(diào)整打開主汽至軸封進(jìn)氣門及減溫水，調(diào)整冷再壓力在2.94-29.4kPa，溫度在180220，調(diào)整軸封壓力至正常，保證汽機(jī)惰走期間真空正常。 d)如軸封壓力無法維持，在汽機(jī)轉(zhuǎn)速降至2000r/min以下時(shí)，凝汽器破壞真空，真空到零后停止軸封系統(tǒng)。 e)查找機(jī)組跳閘原因，盡快恢復(fù)機(jī)組運(yùn)行. 9)完成定期切換、試驗(yàn)工作。4、軸封蒸汽系統(tǒng)停運(yùn) 1）確認(rèn)機(jī)組處于停機(jī)狀態(tài)，轉(zhuǎn)子已靜止，真空到零，方可停運(yùn)軸封系統(tǒng)。2）若負(fù)荷低時(shí)，及時(shí)將供汽切換為輔汽供給。3)關(guān)閉后軸封閥及隔離門，關(guān)閉軸封溢流調(diào)節(jié)

13、閥及隔離門，關(guān)閉低壓軸封母管減溫水調(diào)節(jié)閥及隔離門。確認(rèn)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(fēng)機(jī)聯(lián)鎖，停運(yùn)軸加風(fēng)機(jī)。5）打開軸封系統(tǒng)管道上的各疏放水門。6）確認(rèn)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(jìn)行系統(tǒng)隔離、聯(lián)系檢修處理設(shè)備缺陷，并注意監(jiān)視主油箱油位。五、軸封系統(tǒng)投運(yùn)注意事項(xiàng)1）投運(yùn)軸封前，機(jī)組盤車裝置必須運(yùn)行正常。2）冷態(tài)投運(yùn)軸封應(yīng)先抽真空，后投軸封；熱態(tài)正相反，應(yīng)先投軸封，后抽真空。3）冷態(tài)投運(yùn)軸封系統(tǒng)時(shí)，必須充分暖管、疏水，以防軸封管道振動(dòng)和軸封蒸汽帶水。4）冷態(tài)時(shí)軸封投運(yùn)不宜過早，以免機(jī)組啟動(dòng)過程中脹差不易控制。5）

14、軸封加熱器水位維持正常，以防水位過高軸封風(fēng)機(jī)進(jìn)水，燒壞電機(jī)、損壞軸承。6）機(jī)組負(fù)荷大幅度變動(dòng)，不能滿足自密封時(shí)，應(yīng)即時(shí)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(jī)時(shí)，軸封供汽閥失靈，或有關(guān)閥門誤關(guān)。 3)處理A:溢流站調(diào)節(jié)閥失靈，應(yīng)關(guān)小調(diào)節(jié)閥前截門，并手動(dòng)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(yīng)立即關(guān)閉。B:開、停機(jī)時(shí)，若軸封供汽閥失靈，聯(lián)系維修處理。有關(guān)閥門誤關(guān)，應(yīng)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(jìn)入軸

15、封母管，引起溫度下降B:軸封減溫水自動(dòng)失靈，大量的減溫水進(jìn)入軸封母管，引起軸封溫度驟降。C:軸加注水管路一直在注水，引起軸加滿水，水通過軸封回汽管路進(jìn)入軸封母管，引起溫度下降。D:軸加風(fēng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間停運(yùn)，造成軸封回汽不暢，引起軸封帶水E:軸封汽源汽溫過低，帶水，從而影響軸封蒸汽的品質(zhì)，帶水，溫度下降. 2)處理 A:開疏水B:同時(shí)提高輔汽壓力，既可保住真空，又能把進(jìn)汽管道、回汽管道的積水沖刷干凈使軸封回到正常狀態(tài)。C:看真空，可以漲負(fù)荷，3、軸承溫度過高 1）現(xiàn)象 A:相對(duì)應(yīng)的支撐軸瓦溫度B:回油溫度升高 C:機(jī)組脹差不正常升高D: 轉(zhuǎn)子軸振上升 2)原因 A:低壓軸封減溫水都投不上B:軸封齒損壞 3）處理A:根據(jù)機(jī)組負(fù)荷、相對(duì)應(yīng)的抽氣參數(shù)B:及時(shí)調(diào)整軸封進(jìn)汽量、C:調(diào)整軸封母管的壓力、溫度 D:調(diào)整減溫水 E:倒換汽源等4、軸封帶水 1）現(xiàn)象 軸封帶水將影響脹差向負(fù)值增大 2）原因：機(jī)組剛啟動(dòng)或低負(fù)荷時(shí)軸封供汽帶水有造成水沖擊，如果是甩負(fù)荷后軸封供汽帶水還會(huì)使高溫的大軸表面受到不均勻的