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东汽600MW超临界汽轮机介绍 第八节 汽封及轴封系统
轴封系统的作用（汽轮机轴封系统详解） 由于汽缸内与外界大气压力不等，就必然会使缸内蒸汽或缸外空气沿主轴与汽缸之间径向间隙漏出或漏入，造成工质损失，恶化运行环境。漏出蒸汽会加热轴颈或使蒸汽进入轴承室，引起油质恶化；漏入空气又破坏真空，从而增大抽气负荷，这些将降低机组效率。 为此在转子穿过汽缸两端处都装有汽封，这种汽封称轴端汽封简称轴封。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。 轴封系统流程 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。辅汽系统此时做为轴封系统的第一备用汽源，冷再做为第二备用汽源，主蒸汽漏气做为第三备用气源。一般在事故情况下，无辅汽时投入。 
轴加风机及轴封加热器（汽机轴加多级水封系统） 
轴封母管安全阀
VV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。 
BDV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，漏至中压缸，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。 
汽封原理 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。 #1机A低压缸 #4轴封 
轴封自密封
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轴封冷却器的连接管从“Y”腔室抽出。 
大约25%额定负荷时，高中压合缸的排汽压力超过“X”区的压力，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。因此对于一个中压或高中压合缸的汽封，此时蒸汽从“X”区排出，通到汽封系统总管，蒸汽再由总管流至低压汽封。在大约60%额定负荷时变成自密封，即从高中压缸轴封供汽和各主汽门，调门等漏汽来轴封汽源能满足低压轴封的需求，甚至还有过剩蒸汽。这些过剩蒸汽，则通过溢流阀流到#8A低加或A凝汽器。 
轴封系统的启动（【小知识】启机时长时间投轴封不抽真空有什么危害？） 启动前检查 1.检查确认轴封系统相关检修工作已完毕,工作票已全部收回。 2.检查各轴封供汽控制站各电动阀送电，供汽调节阀前截止阀，溢流调节阀后截止阀关闭，各调节阀旁路阀关闭。高、中、低压缸轴封进汽手动阀开启。至A、B小机轴封供汽隔离门关闭。 3.检查辅汽、仪用空气系统、循环水系统、凝结水系统已投运正常。仪用空气压力为0.6～0.8Mpa(g)。确认各调节阀气源正常，各表计投入。 4.检查确认轴封辅助汽源供汽调节阀，轴封溢流调节阀和轴封高压供汽调节阀等压力调节器安装正确，控制空气压力调节是有效的。将各调节阀切手动并关闭。 5.轴封系统减温水调门切手动并关闭，其前后手动阀及旁路门关闭。 6.根据机组状态选择供汽汽源，确认高中压轴封供汽温度与转子金属温度差＜110℃（冷态启动时允许温度 165℃），轴封蒸汽过热度≮14℃。 7.确认轴封加热器水侧已投入。测轴加风机电源绝缘合格并送电。 8.检查确认盘车已经连续运行2小时以上，且偏心度＜0.076mm。（汽泵密封水回水多级水封注水应在凝汽器抽真空前进行，如不注水，则抽真空前应关闭汽泵密封水回水多级水封至凝汽器门。） 轴封系统投运原则
先送轴封、后抽真空。注意轴封供汽投入后应及时抽真空，以防低压缸大气释放阀动作。 严禁转子在静止状态下，向轴封送汽。 轴封汽暖管疏水要充分，尤其在机组热态时。 向轴封送汽时，应注意低压缸排汽温度变化和盘车运行状况 机组在启动、停运、掉闸时应及时切换轴封汽源，保证机组胀差在允许范围内 轴封供汽蒸汽过热度不小于14℃，高、中压转子轴封蒸汽与转子表面金属温差应＜110℃ 正常运行中，当机组负荷低于60%时，机组轴封供汽由自密封切为辅汽汽源
轴封投运前需要投运的系统
仪用和厂用压缩空气系统投运 循环水系统投运 开式冷却水系统投运 闭式冷却水系统投运 凝结水系统投运 辅汽系统投运 润滑油系统投运 密封油系统投运 顶轴油系统投运 投入汽机连续盘车发电机充氢 定子冷却水系统投运
启动步骤 检开启轴封系统所有疏水器及其旁路疏水门。 缓慢开启辅汽至轴封蒸汽供汽手动阀，开启其后电动阀进行暖管，暖管完毕后逐渐开启手动阀。（极热态启动，轴封供汽采用高压汽源供汽） 检查辅汽至轴封调节阀前进汽压力：0.6～1Mpa(a)，蒸汽温度应为250～300℃±15℃。 开启轴封辅助汽源供汽调节阀前电动阀，稍开调节阀充分暖管。如小机同时投入轴封，开启小机轴封供汽隔离门。 检查轴封系统疏水畅通，注意轴封系统管道无振动现象。 开启轴封风机底部放水门放尽积水后关闭，启动一台轴封风机运行正常，调整轴加入口负压正常（－5～－10 Kpa(g)），将另一台轴封风机投备用。 暖管完毕后逐渐开大轴封辅助汽源供汽调节阀，调整轴封供汽压力，以汽轮机轴端不冒汽，轻微吸气（轴封回汽腔室维持95～99kPa(a)），不影响凝汽器真空为原则，将轴封辅助汽源供汽调节阀投入自动。 开启低压轴封减温水调门前后手动阀，将调门投自动，温度设定为150℃，注意轴封压力和温度正常。 主蒸汽具备供轴封条件后，对管道充分暖管疏水后开启主汽至轴封手动、电动隔离阀备用。 轴封管道暖管疏水完毕后，除疏水阀前、后手动阀开启，其余疏水门全关。 轴封投运后，应注意盘车运行情况，主机缸温差、胀差等重要参数，检查各轴封处是否冒汽及声音正常。 凝汽器真空建立后，开启轴封溢流至凝汽器电动阀，将溢流调节阀投入自动。低加运行正常后，将轴封溢流倒为至#8A低加。 汽轮机投入运行后，随负荷增加，注意检查供汽调节阀及溢流调节阀联锁动作正确，否则应根据情况手动调整。正常运行时应关闭再热冷段管路上电动截止阀。
供汽调节阀及溢流调节阀联锁 
启动时注意事项 轴封系统暖管疏水要充分，尤其在机组热态时。 向轴封供汽时，应严密监视低压缸排汽温度的变化和盘车的运行状况。 尽可能缩短送轴封与抽真空及送轴封至机组冲转的间隔时间。 轴封供汽必须有不小于14℃的过热度。 投用轴封减温水应谨慎操作，严防汽机轴封进水，同时确保轴封母管疏水畅通。 轴加风机运行时，其底部疏水门应保持开启。
轴封系统的停运
汽轮机停机破坏真空时，随真空的降低逐渐调整降低轴封压力，以汽缸轴端不冒汽不吸气为原则。 凝汽器真空到零，解除轴封风机联锁，停运轴封风机，立即关闭轴封各供汽管路上全部电动截止阀。 关闭轴封减温水控制站手动阀及旁路手动阀。 检查关闭轴封供汽母管溢流调节阀、旁路电动阀及至低加和凝汽器电动阀。 将轴封压力调节阀及减温水调节阀切手动并关闭 检查关闭轴封系统各手动隔离门，开启轴封系统各疏放水旁路阀。 切断各个轴封压力调节阀及减温水调节阀的控制气源。
正常停机时注意事项 荷降到510MW，检查主机轴封压力正常，检查辅汽至轴封汽源正常备用。 负荷降到360MW，检查轴封蒸汽溢流阀关闭，轴封汽源切换至辅汽汽源，确认辅汽供轴封蒸汽压力自动调整正常，轴封母管压力、温度正常。 凝汽器真空到零，停运轴封系统。
运行监视和维护 机组在60%负荷以上时，轴封系统达到自密封，主要由溢流阀控制轴封母管压力，保持轴封高压汽源供汽控制站、辅助汽源供汽控制站处于热备用状态 轴封系统各自动疏水阀进出口门开启，旁路门关闭，疏水阀能正常排走积水。 轴封供汽滤网差压正常，无报警。 低温轴封蒸汽温度正常在121～177℃，设定值为150℃。注意防止轴封温度控制阀失灵，造成轴封带水。 定期检查轴承回油是否带水，以便分析轴封供汽压力设定是否偏高或轴封蒸汽疏水是否通畅。 轴封蒸汽压力设定为0.03～0.06MPa，如果汽封蒸汽压力偏离预定的限制值，检查溢流控制站或辅助汽源供汽站（或主汽汽源供汽控制站）动作正常，高压侧轴封供汽温度与高中压缸温度相适应，否则手动调整。 监视轴封加热器水位正常，轴加入口负压－3.5Kpa左右，汽轮机轴端不冒汽、无明显吸气，能封住汽缸轴端，不影响真空。 监视轴封加热器水位正常。
系统联锁与保护 轴加风机联启：联锁投入时，轴封加热器出口汽气混合物压力低或运行轴封风机跳闸，联启备用轴封风机。 轴封加热器水位＞270mm，自动开轴封加热器事故疏水电动阀；轴封加热器水位＜200mm，自动关轴封加热器事故疏水电动阀。 轴封蒸汽母管蒸汽压力＞0.21Mpa(a)，压力高报警。轴封蒸汽母管安全阀动作压力0.24(a)Mpa。
轴封系统故障处理 轴封处冒汽 现象：轴封处冒汽 原因： 轴封风机跳闸备用风机未联动，或出口门关闭。 轴封加热器水位过高。 轴封加热器冷却水量小。 汽-气混合物回汽管路布置不合理或汽-气混合物低点疏水不畅。 母管压力过高，溢流阀压力设置不合理。
处理 检查轴封风机运行正常，出口门开启。 调整轴封加热器水位正常。 调整轴封加热器冷却水量。 保证疏水点畅通。 检查轴封供汽阀是否误开，轴封溢流站工作是否正常。
低压轴封供汽温度高 原因 减温器喷嘴堵塞。 滤水器堵塞。 低压减温水管路不畅，或喷水调节阀不能正常工作。
处理 清理喷嘴。 清洗滤水器。 检查调节阀动力电源、汽源及控制信号。 检查减温水管路是否有阀门误关、开度不足、门芯脱落情况。 当调节阀全开低压轴封供汽温度仍高时，应开旁路门调节供汽温度。
轴封供汽压力低 现象： 凝汽器真空下降，低压缸排汽温度升高。 低压轴封供汽母管压力下降。 就地可听到轴封处有吸气声。
原因： 溢流调节阀失灵开大。 溢流站旁路阀误开。 启、停机时，辅汽至轴封供汽调节阀失灵，或有关阀门误关。
处理： 溢流站调节阀失灵，应关小调节阀后电动阀，并手动调整以维持正常的轴封母管压力，同时联系检修处理。旁路门误开，应立即关闭。 启停机时，若辅汽至轴封供汽调节阀失灵,应开启旁路门手动调整，并关闭调节阀前电动截止门，联系检修处理。有关阀门误关，应立即开启。
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