軸封系統(tǒng)

1、軸封系統(tǒng),一、概述,主汽輪機(jī)和小汽輪機(jī)在啟動(dòng)、停運(yùn)過程中和帶負(fù)荷的情況下，其低壓缸排氣端處于真空狀態(tài)，為了防止大氣沿軸漏入缸內(nèi)，必須采取密封措施。在機(jī)組負(fù)荷增高時(shí)，為了防止高壓缸缸內(nèi)的濕蒸汽沿軸漏入大氣，也需要采取密封措施。為此，設(shè)計(jì)了汽機(jī)軸封系統(tǒng)。,二、軸封系統(tǒng)的功能,軸封系統(tǒng)的功能是在轉(zhuǎn)子穿出汽缸處，防止空氣進(jìn)入汽缸或蒸汽由汽缸漏出。并回收汽機(jī)的汽封漏汽，利用其熱量加熱部分凝結(jié)水，同時(shí)還可抽出汽機(jī)軸封系統(tǒng)的氣體混合物，防止蒸汽漏出到

2、機(jī)房或油系統(tǒng)中去。,三、軸封原理,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”腔室由裝于汽封冷卻器上的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的風(fēng)機(jī)使之保持稍低于大氣的壓力。從而使空氣從大氣通過外部汽封片漏到“Y”腔室。漏泄蒸汽和空氣混合物通過與汽封冷卻器的連接管從“Y”腔室抽出?！　　‘?dāng)高壓、中壓或高、中壓合缸的排汽壓力超過“X”區(qū)的壓力時(shí)，汽流在內(nèi)汽封環(huán)發(fā)生相反流動(dòng)。隨著排汽

3、區(qū)壓力增加，流量也增加，因此對(duì)于一個(gè)單獨(dú)高壓缸的汽封，在大約10%負(fù)荷時(shí)變成自密封，而對(duì)于一個(gè)中壓或高、中壓合缸的汽封，在大約25%負(fù)荷時(shí)變成自密封。大于這一負(fù)荷，蒸汽從“X”區(qū)排出，通到汽封系統(tǒng)總管。蒸汽再由總管流至低壓汽封。如有任何過剩的蒸汽，則通過溢流閥流到凝汽器。,四、軸封的結(jié)構(gòu),高低齒汽封 平齒汽封,樅樹形汽封 J形汽封,蜂窩帶汽封,蜂窩帶汽封,活動(dòng)式密封油擋,,活動(dòng)式密封油擋(

4、圖中左側(cè)所示)由外環(huán)和內(nèi)環(huán)二大部分組成，其外環(huán)用螺栓固定在原固定式齒片油擋的外擋(外擋不動(dòng))上，用復(fù)合材料制成的內(nèi)環(huán)始終與軸保持同心并可隨轉(zhuǎn)子自由擺動(dòng)，其內(nèi)表面與軸徑表面的微小間隙形成的油膜便成為透平油外漏的有效屏障；同時(shí)由于內(nèi)外環(huán)之間特殊設(shè)計(jì)的“幾”字型彎曲界面，對(duì)阻止軸封漏汽進(jìn)入軸承箱內(nèi)起到很好的作用。,自密封,,五、主機(jī)軸封,主機(jī)軸封采用的是迷宮式汽封。這種汽封由帶汽封齒的汽封環(huán)，固定在汽缸上的汽封套和固定在轉(zhuǎn)子上的軸套三部分組成

5、。這種汽封是通過把蒸汽的壓力能轉(zhuǎn)換成動(dòng)能，再在汽封中將汽流的動(dòng)能以渦流形式轉(zhuǎn)換成熱能而消耗。在汽封前后壓差及漏汽截面一定的條件下，隨著汽封齒數(shù)的增加，每個(gè)汽封齒前后壓差相應(yīng)減少，這樣流過每一汽封齒的流速就比無汽封齒時(shí)小的多，就起到減少蒸汽的泄露量的作用。,主機(jī)軸封片,六、軸封汽源,每個(gè)供汽閥門站均配有電動(dòng)截止閥，可根據(jù)需要對(duì)汽源的切換進(jìn)行人工控制。由于超臨界機(jī)組的主蒸汽參數(shù)較高，高壓供汽一般配置2個(gè)串聯(lián)的減壓閥，第一個(gè)減壓閥將壓力控制在

6、5.0MPa左右，再經(jīng)第二個(gè)減壓閥將壓力控制在設(shè)定的壓力范圍，然后由高溫減溫器將溫度減至350～400℃，減溫水由高旁減溫水來。為防止高溫、高壓蒸汽對(duì)汽封系統(tǒng)造成不利影響，在不需要高壓供汽時(shí)，應(yīng)由電動(dòng)截止閥切斷主蒸汽的汽源。,七、軸封減溫器,低壓汽封減溫器在供汽管進(jìn)入凝汽器之前用以降低低壓汽封密封蒸汽在供汽管中的溫度。使低壓汽封汽溫維持在121℃～176℃范圍，以防止汽封殼體可能的變形和損壞汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子。過熱蒸汽進(jìn)入減溫器后，汽流隨管道截

7、面縮減而加速。然后，蒸汽通過噴射噴嘴，在那里冷卻水被吸入高速汽流，這就保證可靠的霧化，隨冷卻水蒸發(fā)而使蒸汽降溫。減溫水來自凝結(jié)水母管。到噴射噴嘴的冷卻水量由氣動(dòng)調(diào)整門控制。,八、汽封冷卻器,汽封冷卻器的作用是維持汽封漏泄系統(tǒng)的壓力略低于大氣壓力，防止從各汽封端逸出蒸汽以及抽取和凝結(jié)蒸汽。并利用這些蒸汽的熱能來加熱主凝結(jié)水，提高了汽輪機(jī)熱力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性，又分離了空氣，保證軸封系統(tǒng)的正常工作。汽封冷卻器必須維持一個(gè)稍低于大氣壓的壓力。通常

8、取0.00689MPa大氣壓（71mm水柱）的負(fù)壓。它的汽源主要有主機(jī)、小機(jī)軸封回汽和門桿漏汽。主要由殼體，進(jìn)、出口水室，熱交換管組成。,運(yùn)行時(shí)，主凝結(jié)水進(jìn)入汽封冷卻器進(jìn)口腔室，流過冷卻器中的管子，由出口腔室排出。汽封密封蒸汽漏泄通過蒸汽進(jìn)入口進(jìn)入冷凝段,然后它流過管子的外側(cè)被凝結(jié)。所形成的疏水通過合適的密封U型管排至低壓凝汽器?？諝夂推渌荒Y(jié)氣體由軸加風(fēng)機(jī)排至大氣。汽封冷卻器設(shè)有兩臺(tái)軸加風(fēng)機(jī)。正常運(yùn)行時(shí)，一臺(tái)運(yùn)行，一臺(tái)備用。,九、

9、軸封系統(tǒng)設(shè)備規(guī)范,序號(hào)設(shè)備項(xiàng)目規(guī)范單位1軸加風(fēng)機(jī)流量2100m3/h壓力5.23kPa（g）轉(zhuǎn)速2900rpm2軸加風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)功率18.5kW電壓380V轉(zhuǎn)速2930rpm型式Y(jié)2-160L-23軸封加熱器型式JQ-156冷卻表面積150m2冷卻水流量400000kg/h管子根數(shù)307根傳熱系數(shù)261.7W/m2&

10、#183;℃管阻0.03MPa（g）總長(zhǎng)5000mm殼體直徑920mm管側(cè)設(shè)計(jì)壓力4300kPa（g）殼側(cè)設(shè)計(jì)壓力95.1kPa（g）管側(cè)設(shè)計(jì)溫度100℃殼側(cè)設(shè)計(jì)溫度300℃,十、軸封系統(tǒng)聯(lián)鎖與保護(hù),軸加風(fēng)機(jī)聯(lián)鎖軸加風(fēng)機(jī)自啟動(dòng)條件：運(yùn)行風(fēng)機(jī)跳閘。汽封加熱器壓力(H)〉5KPa 聯(lián)鎖啟軸加風(fēng)機(jī)。軸封蒸汽母管蒸汽壓力(H)〉0.25Mpa。,十一、啟動(dòng)前檢查與操作,

11、對(duì)軸封系統(tǒng)進(jìn)行檢查。檢查確認(rèn)軸封系統(tǒng)相關(guān)檢修工作已完畢,工作票已全部收回。輔汽、儀用空氣系統(tǒng)、凝結(jié)水系統(tǒng)已投運(yùn)正常。檢查確認(rèn)盤車已經(jīng)連續(xù)運(yùn)行2小時(shí)以上，且偏心度＜0.076mm。檢查確認(rèn)汽封輔助供汽閥（SSAFV），汽封溢流閥（SPUV）和汽封主汽供汽閥（SSFV）等壓力調(diào)節(jié)器安裝正確，控制空氣壓力調(diào)節(jié)是有效的。檢查確認(rèn)輔助蒸汽聯(lián)箱的壓力為：600～1000KPa，蒸汽溫度應(yīng)為250～300℃±15℃，蒸汽過熱度＞5

12、0℃。高中壓軸封供汽溫度與轉(zhuǎn)子金屬溫度差＜110℃（冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)允許溫度）。低壓缸軸封汽溫度設(shè)定為150℃。軸封未投運(yùn)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。確認(rèn)軸封加熱器水側(cè)已投入。再熱冷段供軸封汽源電動(dòng)閥全關(guān)。主蒸汽供軸封汽源電動(dòng)閥全關(guān)。軸封溢流站至凝汽器電動(dòng)閥全開。,十二、系統(tǒng)啟動(dòng),軸封系統(tǒng)注水：開啟多級(jí)水封注水閥注水，注滿水后，稍開注水閥，全關(guān)放氣閥。軸封系統(tǒng)暖管確認(rèn)主汽、冷再、輔汽供汽調(diào)節(jié)閥前已完全疏

13、水。檢查核實(shí)軸封供汽溫度與所測(cè)量的高中壓缸轉(zhuǎn)子金屬溫度相適應(yīng)。開啟軸封母管及低壓缸軸封供汽母管疏水閥。順序打開軸封溢流閥、軸封高壓供汽調(diào)節(jié)閥、軸封低壓供汽調(diào)節(jié)閥（熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)，輔汽供汽隔離閥關(guān)閉）前、后隔離閥，關(guān)閉各個(gè)調(diào)節(jié)閥的旁路閥。稍開輔汽供軸封調(diào)節(jié)閥暖管。啟動(dòng)軸加風(fēng)機(jī)，維持軸風(fēng)加熱器負(fù)壓為-5－-10KPa。檢查軸加負(fù)壓及水位正常。,十三、軸封系統(tǒng)投運(yùn),軸封系統(tǒng)暖管完畢后，關(guān)閉各疏水閥。打開低壓缸軸封減溫閥前后隔離閥，關(guān)

14、閉旁路閥，減溫閥投入自動(dòng)，確認(rèn)低壓軸封母管溫度控制噴水壓力正常，并投入溫度自動(dòng)低壓軸封母管溫度正常。確認(rèn)汽機(jī)軸封無蒸汽泄漏到大氣中，否則調(diào)整軸加真空度或軸封母管壓力，直到外部泄漏停止為止。關(guān)閉真空破壞門凝汽器抽真空，檢查輔汽壓力調(diào)節(jié)閥動(dòng)作開正常。,十四、運(yùn)行監(jiān)視調(diào)整及維護(hù),定期檢查軸承回油是否帶水，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。軸封蒸汽壓力設(shè)定為0.04～0.09MPa，如果汽封蒸汽壓力低于預(yù)定的限制值，則手

15、動(dòng)打開汽封蒸汽輔助供汽閥的旁路閥；低壓缸軸封供汽溫度為120～170℃。根據(jù)凝汽器真空進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，高壓側(cè)軸封供汽溫度與高中壓缸溫度相適應(yīng)。監(jiān)視軸加風(fēng)機(jī)運(yùn)行正常，軸封加熱器內(nèi)負(fù)壓維持在－5～－10 KPa。監(jiān)視軸封加熱器內(nèi)水位正常不滿水。,十五、軸封系統(tǒng)故障,軸封蒸汽壓力低檢查汽封蒸汽聯(lián)箱壓力。檢查輔助蒸汽聯(lián)箱蒸汽壓力。確認(rèn)汽封主汽供汽閥和輔汽供汽閥工作正常。確認(rèn)汽封溢流閥工作正常。,軸封蒸汽壓力高檢查汽封蒸汽聯(lián)箱壓力。

16、確認(rèn)汽封蒸汽安全閥已提起。確認(rèn)汽封溢流閥工作正常。確認(rèn)輔汽供汽閥和汽封主汽供汽閥工作正常。軸封蒸汽壓力波動(dòng)檢查確認(rèn)壓縮空氣壓力正常。確認(rèn)控制器的放大和復(fù)位控制機(jī)構(gòu)工作正常。,十六、啟動(dòng)前向軸封送汽要注意什么問題？,軸封系統(tǒng)暖管。軸封供汽前應(yīng)先對(duì)送汽管道進(jìn)行暖管，使疏水排盡；盤車在運(yùn)行。必須在連續(xù)盤車狀態(tài)下向軸封送汽。熱態(tài)啟動(dòng)應(yīng)先送軸封供汽，后抽真空；選擇恰當(dāng)?shù)乃推麜r(shí)間。沖轉(zhuǎn)前過早地向軸封供汽，會(huì)使上、下缸溫差增大或使脹差

17、增大；過晚則拖延了真空建立（或提高）的時(shí)間；溫度要匹配。要注意軸封汽溫度與金屬溫度的匹配。熱態(tài)啟動(dòng)最好用適當(dāng)溫度的高溫汽源，有利于脹差的控制，如果系統(tǒng)有條件對(duì)軸封汽的溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，使之高于軸封體溫度則更好；而冷態(tài)啟動(dòng)軸封供汽最好選用低溫汽源；汽源切換要謹(jǐn)慎。在高、低溫軸封汽源切換時(shí)必須謹(jǐn)慎，切換太快不僅引起脹差的顯著變化，而且可能產(chǎn)生軸封處不均勻的熱變形，從而導(dǎo)致摩擦、振動(dòng)等。,十七、投、停軸封系統(tǒng)有何注意事項(xiàng)？,系統(tǒng)投運(yùn)前，應(yīng)先啟

18、動(dòng)盤車。檢查凝結(jié)水系統(tǒng)已運(yùn)行，軸加已投入，軸加風(fēng)機(jī)啟動(dòng)后才可以向軸封系統(tǒng)供汽。供汽前一定要對(duì)軸封系統(tǒng)充分暖管疏水，確保汽源過熱度符合要求。冷態(tài)啟機(jī)應(yīng)先抽真空后送軸封，熱態(tài)啟機(jī)應(yīng)先送軸封后抽真空。軸封系統(tǒng)停運(yùn)后確保系統(tǒng)隔離嚴(yán)密，防止汽缸進(jìn)汽、進(jìn)水造成變形損壞。,十八、汽封常見問題,1、汽封塊在高溫汽封體槽道中，受高溫蒸汽長(zhǎng)時(shí)間的氧化作用，往往被銹死，使其不能正常退讓，特別是在機(jī)組啟停機(jī)時(shí)，由于振動(dòng)增大，容易造成動(dòng)靜磨擦事故，對(duì)機(jī)組