汽轮机轴封蒸汽系统
火力发电厂汽轮机轴封蒸汽系统简介
李钦朋 Ｌ ｎ ｅ ｇ ｉ ｐｎ Ｑｉ
（ 山东省城 乡规 划设计研 究 院 ， 南 ２ ０ １ 济 ５ ０ ３） （ ｈ ｎ ｏ ｇＵ ｂ ｎａ ｄＲｕａ ｌ ｎｎ ｄＤ ｓ ｎＩｓ ｔｔ ，ｉ ａ ５ ０ ３，ｈｎ ） Ｓ ａ ｄ ｎ ｒａ ｒｌ ａ ｉｇａ ｅｉ ｎｔｕｅ Ｊ ｎ ２ ０ １ Ｃ ｉａ ｎ Ｐｎ ｎ ｇ ｉ ｎ
摘要： 首先 介 绍 了汽轮 机 汽封 系统 的功 能 及分 类 ， 次 分析 了某 厂 自密封 系统 的 组成 、 其 主要 设备 及 运 行特 点 ， 以 看 出 自密封 系统 具有 简 可 单、 安全、 可靠、 工况适应性好等特点。
Ａｂｓｒ ｃ ：Ｔｈｅｐ ｐ ｒｆｒｔｉｔｏ ｕ ｅ ｈｅｆ ｃｉｎ ａ ｄ ｃａ ｓｆｃ ｔｏ ｆｔｒ ｎ ｅ ｌｓｅ ｍ ｙ ｔｍ，ｔｅ ａｙ ｅ ｅ ｃ ｍｐ ｎ ｎｓ ｔａ ｔ ａ ｅ ｓ ｎｒ ｄ ｃ ｓｔ ｕｎ ｔ ｌｓ ｉｉａｉｎ ｏ ｕ ｂｉｅ ｓ ａ ｔａ ｓ ｓｅ ｈ ｎ ａ ｌ ｚ ｓｔ ｏ ｏ ｅ ｔ，ｍａｎ ｅ ｕｉｍｅ ｔａ ｄ ｉ ｏ ｎ ｎ ｈ ｉ ｑ ｐ ｎ ｎ ｏ ｒ ｔｎ ｈ ｒｃｅｉｔｃ ｆｓ ｌ－ｓ ａｉｇ ｓｓｅ ｉ ａ ｆｃ ｏｙ ｔｓ ｏ ｈ ｔｔ ｅ ｓ ｌ－ ｅ ｉ ｙ ｔｍ ｓｓｍｐｅ ａｅ ａ ｄ ｒ ｌａ ｌ ，ａ ｄ ｉ ｈ ｓ ｇｏ ｗｏｋｉｇ ｐｅａｉ ｇ ｃ ａａ ｔｒｓｉｓｏ ｅｆ ｅ ｌｎ ｙｔ ｍ ｎ ａ ｔｒ ．Ｉ ｈ ｗｓ ｔ ａ ｈ ｅｆ ｓ ａ ｎｇ ｓ ｓｅ ｉ ｉ ｌ，ｓｆ ｎ ｅｉｂ ｅ ｎ ｔ ａ ｏ ｄ ｒ ｎ ｌ ａ ｐｔｂｌｔ． ｄａ ａ ｉ ｙ ｉ
关键 词 ： 汽轮 机 ； 汽封 系统 ； 自密封 系统 ； 运行
Ｋｅ ｒ ｓ ｔａ ｔ ｒ ｉ ； ｔａ ｓ ａ ｙ ｔｍ ； ｅｆ ｅ ｌｎ ｙ ｔｍ ； ｐ ｒｔｏ ｙ ｗｏ ｄ ：ｓｅ ｍ ｕ ｂｎｅ ｓｅ ｍ ｅ ｌｓ ｓｅ ｓｌ－ｓ ａｉｇ ｓ ｓｅＴ ２
汽轮机轴封溢汽蒸汽管路技改探讨
汽轮机轴封溢汽蒸汽管路技改探讨某350MW机组汽轮机是由德国西门子公司生产的反动式单轴双缸、双排汽、亚临界、一次中间再热、节流调节凝汽式汽轮机。
汽轮机轴封蒸汽系统通过轴封供汽调阀、轴封溢汽调阀保持轴封蒸汽联箱及轴封各汽室压力为恒定值，当机组中高负荷时，为保证轴封压力稳定必须通过开启轴封溢汽调阀将多余蒸汽排至凝汽器，以维持联箱压力恒定。
由于多余的蒸汽被直接排至凝汽器，造成一定的热能浪费，同时增加了凝汽器热负荷，使机组经济性降低。
为了使轴封多余蒸汽形成梯级利用，对轴封溢流蒸汽进行了改造，使该部分蒸汽得到利用，从而提高机组经济性。
2、可行性分析2.1轴封蒸汽系统流程及调节原理当机组启动时，从辅汽联箱来的蒸汽经过轴封供汽调阀保持密封蒸汽联箱及轴封各汽室压力为一恒定值35mbar，随着机组负荷增加，高中压漏汽量增加，需要的辅汽量减少，轴封供汽调阀逐渐关小，当机组负荷达40~60％额定负荷时，轴封供汽调阀逐渐关闭，该系统实现自密封，不再需要外部蒸汽，即高中压轴封漏汽完全满足低压轴封密封的需要。
随负荷进一步增加时，高中压轴封泄露蒸汽量增加，轴封蒸汽联箱压力提高，为保持轴封蒸汽联箱压力稳定，轴封溢流蒸汽调阀将逐渐开启，将多余蒸汽排至凝汽器。
汽机轴封最外层汽室与轴封蒸汽联箱相通，该联箱保持-5mbar（表压）的微负压，漏入轴封汽室的空气及沿轴泄漏的蒸汽被一起排入轴封加热器中，蒸汽被凝结后排入凝汽器，而空气被排放到大气中，负压是通过轴加风机维持的。
2.2改造可行性由于轴封溢流蒸汽调阀开启后，将轴封内的多余蒸汽排至凝汽器，造成了热量的浪费，同时也增加了凝汽器的负荷，图表1为机组在不同负荷下轴封溢流蒸汽阀开度及轴封参数。
图表 7同时轴封溢流蒸汽经过A2低压加热器冷却之后进入凝汽器会减少凝汽器相应的热负荷。
按照机组负荷率75%（262MW）计算，此时轴封溢流蒸汽压力104.5Kpa、温度300℃，轴封溢流蒸汽焓值为3074KJ/Kg，A2低压加热器疏水焓值为304KJ/Kg，综合计算约可以降低0.2g/kwh的煤耗。
汽轮机轴封系统全解
关闭。
2、轴封系统投运
1 开启轴封加热器进水门。 2. 热器出水门。 3 关闭轴封加热器旁路门。 4 运行值班人员送上轴加风机电源，启动轴加风机，开启轴加风机进口风
门。 5 关闭轴加疏水排地沟门。 6 开启轴封汽至轴封加热器进汽门。 7 检查轴加排汽正常，轴加疏水U型水封管不烫手。 8 开启轴加U型疏水至疏水箱门，注意凝汽器真空变化。（三期轴加疏水因
b)如一抽压力达不到要求，而汽平衡达到要求，轴封供汽切 至汽平衡供给；如汽平衡也达不到要求，则打开主汽至轴
封进气门，将轴封供汽切至主蒸汽供给。 c)机组运行时，如机组跳闸或机组停机时，应调整打开主汽
至轴封进气门及减温水，调整冷再压力在2.94-29.4kPa， 温度在180～220℃，调整轴封压力至正常，保证汽机惰
维持正常的轴封母管压力，并联系维修处理。旁路门误开，
应立即关闭。 B:开、停机时，若轴封供汽阀失灵，联系维修处理。有关阀
门误关，应立即开启。 2、轴封温度过低
1）原因 A:轴加满水了，水通过轴封回汽管路进入轴封母管，引起温
度下降
B:轴封减温水自动失灵，大量的减温水进入轴封母管， 引起轴封温度骤降。
有良好的负荷适应性
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片漏入“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。
1、轴端汽封 本机组高压缸和低压缸共有2组汽封。
DAS汽封其结构形式与梳齿类似，但汽封块两侧的高 齿部分齿宽加厚，它与轴的径向间隙略小于其它齿，并采 用铁素体类材料将其嵌入汽封块中，与转子摩擦时产生的 热量小，不易弯轴。开机过临界时如产生碰磨就会先与大 齿磨，由于它厚不易磨掉故不会磨到其它的齿，保证正常
汽轮机轴封系统课件ppt
一、轴封系统的作用 二、轴封系统的工作原理 三、轴封系统相关设备的简介 四、轴封系统的投入运行与停止 五、轴封系统投运注意事项 六、轴封系统的一般事故处理
一、轴封系统的作用
1、防止蒸汽沿高、中压缸轴端由内向外泄漏， 甚至窜入轴承箱使润滑油中进水；
2、防止空气由外向内漏入低压缸而破坏机组 的真空 ；
DAS汽封属于传统迷宫汽封的范畴，安 全可靠性高。
迷宫密封由一组环状的密封齿片组成， 齿与轴之间形成了一组节流间隙与膨胀空腔。 气体流经各个环形的齿顶间隙时，产生节流 效应，间隙中的压力温度均降低。当气体流 经各个膨胀空腔时，则会产生一系列等焓热 力学过程 。
气体穿过齿顶间隙进入空腔，由于容积突 然扩大，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，以余速 穿过下一级齿顶间隙继续降低压力和流量。经 过一级一级地重复上述节流及等焓热力学过程， 使气体的残余速度非常低，气体压力逐渐降低， 最终气体的外漏量非常小，起到了密封作用。
三、轴封系统相关设备的简介
本工程350MW汽轮机组轴封系统（包 括两台给水泵汽轮机轴封系统）采用具有 自动调节装置（调整轴封供汽压力）的闭 式轴封系统。它由轴端汽封、供汽母管压 力调整机构、轴封加热器、轴封风机、蒸 汽过滤器、喷水减温器以及有关管道组成 的闭式轴封系统。
1、轴端汽封
本机组高、中压缸和低压缸共有6组汽 封。高、中压前后端汽封采用DAS汽封。 低压第1、2列汽封采用DAS汽封，低压第 3～5列汽封采用接触式汽封。
防止汽轮机轴封汽带水的改进措施
防止汽轮机轴封汽带水的改进措施摘要：因为轴封蒸汽温度如果与汽轮机本体部件温度（特别是转子的金属温度）差别太大或是蒸汽带水，将使汽轮机部件产生很大的热应力，这种热应力将造成汽轮机部件产生摩擦，使部件寿命损耗加剧。
本文分析了防止汽轮机轴封汽带水的改进措施。
关键词：汽轮机；轴封；轴封汽；滤网；减温器轴封蒸汽系统作为热力发电厂汽轮机系统的重要组成部分，其主要功能是向汽轮机主机、给水泵小汽轮机的端部动静部位提供轴向密封蒸汽，同时将各汽封的漏汽合理导向或抽出。
一、汽轮机轴封蒸汽带水的原因分析1.高压缸轴封(端部汽封)的作用在于阻止蒸汽沿着转子漏出,高压缸前后的端部汽封所承受的压差比较大,额定工况时调节级喷嘴处的压力为4.43MPa,对于15级后压力则为0.11MPa,不但压差存在,为了不使动静机件发生碰磨,而总要留有一定间隙,间隙的存在也必然要导致漏汽,漏汽量一般要达到总汽量的0.5%。
由于上述两个原因,很容易使该处的蒸汽沿转子窜入轴承室,引起轴承温度升高,使油系统中带有由蒸汽凝结而成的水。
可见解决油系统中带水的问题关键是消除轴封漏汽。
如果汽轮机高压缸前段轴封间隙调整得不合适,导致轴封供汽从该处沿轴颈窜入轴承室,造成油中带水,油质恶化。
2.轴封系统的配置不太合理,高低压轴封供汽联在同一根母管而引起供汽分配不均的问题。
3.控制好高压缸前轴封第二腔室漏汽是防止轴封漏汽的关键,试验表明,如果将该二段漏汽压力提升到0.014MPa以上,汽封处就会有明显的漏汽存在,所以在保证机组真空的前提下,二段漏汽压力应该尽量调低,防止油中带水。
在机组运行中,当机组增加负荷时,轴封漏汽量增加,需要开大二段漏汽至1号低压加热器门;当机组减负荷时,又要防止空气从二段漏汽进入轴封冷却器,从而进入凝汽器影响机组真空,需要关小该阀门。
二段漏汽至加热器门均为手动门,随着机组负荷的变化,运行人员必须频繁地就地进行操作,增加了调整难度,对机组安全运行有不利影响。
汽轮机轴封系统
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。
轴封汽源
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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。
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。
汽轮机轴封系统工作原理
汽轮机轴封系统工作原理汽轮机是一种将燃料燃烧产生的高温高压气体能量转化为机械能的设备。
在汽轮机的运转过程中，高速旋转的轴会产生巨大的离心力和热力，因此需要一个可靠的轴封系统来确保工作的安全和高效。
汽轮机轴封系统的主要工作原理是通过封闭旋转轴与静止部件之间的间隙，防止气体和液体泄漏。
轴封系统通常包括主封和辅助封两部分，以确保完全的密封效果。
主封通常采用机械密封的形式，由密封环、密封垫片和密封罩组成。
密封环被安装在静止部件上，与旋转轴相连。
密封环的内径与轴的外径相匹配，形成一个密封间隙。
在旋转轴上，安装有密封垫片，密封垫片与密封环紧密接触，形成一个密封面。
当旋转轴旋转时，密封垫片与密封环之间的摩擦力和压力将阻止气体和液体泄漏。
此外，密封罩还起到保护密封环和密封垫片的作用，防止外界杂质进入。
辅助封通常采用填料密封的形式。
填料密封由填料、填料盒和填料压盖组成。
填料盒被安装在静止部件上，填料压盖与填料盒紧密接触。
填料被填充在填料盒中，并与旋转轴接触。
填料通过摩擦力和压力阻止气体和液体泄漏。
填料密封在一定程度上可以补偿主封的不足，提高整体的密封效果。
汽轮机轴封系统的工作原理可以总结为以下几点：1. 旋转轴与静止部件之间的间隙被密封环、密封垫片和填料填充物填充，形成一个密封面。
密封环和填料填充物通过摩擦力和压力阻止气体和液体泄漏。
2. 密封环和填料填充物与旋转轴之间的接触面必须保持良好的润滑，以减少摩擦损耗和热量产生。
通常会使用润滑油或润滑脂来提供润滑效果。
3. 密封环、密封垫片和填料填充物的材料选择十分关键。
它们需要具有良好的耐磨损性、耐高温性和耐腐蚀性，以确保长时间的稳定运行。
4. 轴封系统需要定期检查和维护，以确保密封效果的可靠性。
定期更换密封环和填料填充物，并进行润滑油或润滑脂的补充，可以延长轴封系统的使用寿命。
汽轮机轴封系统的工作原理是通过封闭旋转轴与静止部件之间的间隙，防止气体和液体泄漏。
主封和辅助封的组合形式，确保了轴封系统的完全密封效果。
轴封工作原理
轴封系统工作原理轴封蒸汽系统的主要功能是向汽轮机、小汽轮机的轴封和主汽阀、调节阀的阀杆汽封提供密封蒸汽，同时将各汽封的漏汽合理导向或抽出。
在汽轮机的高压区段，防止蒸汽向外泄漏，以确保汽轮机有较高的效率；在汽轮机的低压区段，则是防止外界的空气进入汽轮机内部，保证汽轮机有尽可能高的真空。
汽轮机组的高、中、低压缸轴封均由若干个轴封组成。
相邻两个轴封段之间形成一个汽室，并经各自的管道接至轴封系统。
为实现蒸汽不外漏、空气不内漏的轴封设计准则，汽缸轴封设计成多段多腔室结构。
为阻止蒸汽不外泄到大气，避免轴承的润滑油中带水，应使与大气交界的腔室处于微真空状态；为防止空气漏入汽缸，应使与蒸汽交界的腔室处于正压状态。
以三段两个腔室轴封进行说明，如图1和图2所示：当机组启动或低负荷时，轴封汽源来自辅助蒸汽。
通过调整使轴封蒸汽压力略高于大气压力。
此时，由于汽机内真空已建立，各轴封内侧压力都低于大气压力，轴封蒸汽经减温减压后进入“X”腔室，此时“X”腔室的压力控制在 1.16—1.29绝对大气压。
轴封汽进入“X”腔室后分成两路：一路经若干汽封齿后漏入汽缸内，另一路经若干汽封齿流向“Y”腔室。
由于轴加的排烟风机的抽吸作用，使“Y”腔室低于大气压力。
在“Y”腔室，流入的蒸汽和漏入的空气形成的汽气混合物，一起进入轴封加热器，以保证轴封漏汽不进入大气。
随机组负荷的增加，高、中压缸轴封漏汽和高、中压缸进汽阀的阀杆漏汽也相应增加，致使轴封漏气压力逐渐高于“X”腔室的压力。
于是，汽封供汽阀门逐渐关小，以维持轴封母管压力正常。
高、中缸内蒸汽压力将升高至某一工况后，轴封蒸汽系统的汽源切换为高、中压缸及门杆漏汽，此时汽缸内蒸汽将通过汽封齿漏入“X”腔室，其中一部分由“X”腔室继续流到“Y”腔室（微负压状态）以阻止空气向内泄漏，另一部分蒸汽由“X”腔室返流入轴封母管，经母管及减温器流入低压缸轴封的“X”腔室。
在低压缸轴封的“X”腔室和“Y”腔室中，蒸汽流向如机组启动时一样。
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减温水 辅汽
来自凝结水
主汽
减压至7#低加 轴封汽 减温器
至凝汽器
至5#低加抽汽
轴封加热器
高缸主汽门、调节汽门 中缸主汽门、调节汽门
凝结水
高压腔室漏汽去HD
去SG 去SG
HD
P0
Prho
四 四 七 高中压缸密封蒸汽 门 杆 漏 气 七 低 压 缸 用
七
四
汽源
抽汽逆止门，正压时漏汽去SG 负压时通密封蒸汽
第三章 发电厂热力系统
第六节 汽轮机的轴封蒸汽系统
一、轴封蒸汽系统的作用 定义：轴封及其与之相连接的管道 作用：
高压轴封防止向外漏汽 防止轴瓦超温和油中进水 低压轴封防止空气漏人（热态启机先送轴封后抽真空） 回收漏汽 回收工质，轴封漏汽和门杆漏汽，按压力分级回收
汽轮机轴封蒸汽系统包括： 主汽门和调节汽门的阀杆漏汽 再热式机组中压联合汽门的阀杆漏汽 高、中、低压缸的前后轴封漏汽和轴封 用汽
低压漏气
高 压 漏 汽
HP
主 调
IP
中压联合汽门
LP
去 SG
冲转后 10%~20MCR
启动初期 控 压 控 温
自 密 封
SG
20%~30%MCR以时自密封
低压漏汽
低压汽源
P0
高压漏汽
疏水
高压汽源
P0