軸封

防止高壓液體從泵中漏出和防止空氣進(jìn)入泵內(nèi)。盡管軸封在泵中所占的位置并不大,但泵能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)卻和軸封密切相關(guān)。如果軸封選用不當(dāng),不但在運(yùn)轉(zhuǎn)中需要經(jīng)常維修,漏損很多被輸送的液體,而且可能由于漏出的易燃、易爆和有毒液體引起火災(zāi)、爆炸和中毒事故,后果不堪設(shè)想。因此,必須合理選用軸封結(jié)構(gòu)才能保證泵的安全運(yùn)行。

1、由于汽缸內(nèi)與外界大氣壓力不等，就必然會(huì)使缸內(nèi)蒸汽或缸外空氣沿主軸與汽缸之間徑向間隙漏出或漏入，造成工質(zhì)損失，惡化運(yùn)行環(huán)境，并加熱軸頸或使蒸汽進(jìn)入軸承室，引起油質(zhì)惡化，漏入空氣又破壞真空，從而增大抽氣負(fù)荷，這些將降低機(jī)組效率，為此在轉(zhuǎn)子穿過汽缸兩端處都裝有汽封，這種汽封稱軸端汽封簡稱軸封。高壓軸封用來防止蒸汽漏出汽缸，低壓軸封用來防止空氣漏入汽缸。

2、汽輪機(jī)運(yùn)行中必然要有一部分蒸汽從軸端漏向大氣，造成工質(zhì)和熱量的損失，同時(shí)也影響汽輪發(fā)電機(jī)的工作環(huán)境，若調(diào)整不當(dāng)而使漏汽過大，還將使靠近軸封處的軸承溫度升高或使軸承油中進(jìn)水。為此，在各類機(jī)組中，都設(shè)置了軸封加熱器，以回收利用汽輪機(jī)的軸封漏汽

3、防止氣缸內(nèi)蒸汽和閥桿漏氣向外泄漏，污染汽輪機(jī)房環(huán)境和軸承潤滑油質(zhì)。防止機(jī)組正常運(yùn)行期間，高溫蒸汽流過汽輪機(jī)大軸，使其受熱，從而引起軸承超溫。防止空氣漏入汽缸的真空部分。在機(jī)組啟動(dòng)時(shí)保證凝汽器真空效果及真空度。回收汽封和閥桿漏氣，減少工質(zhì)和能量損失。

4、在汽輪機(jī)打閘停機(jī)及凝汽器需要維持真空的整個(gè)熱態(tài)停機(jī)過程中，防止空氣漏入汽輪機(jī)，加速汽輪機(jī)內(nèi)部冷卻，造成大軸彎曲。

軸封壓力的控制

軸封壓力高容易造成軸封冒汽，容易引起油中進(jìn)水，引起汽輪機(jī)油質(zhì)惡化。軸封壓力過高將引起均壓箱安全門動(dòng)作，浪費(fèi)工質(zhì)、損壞設(shè)備。軸封壓力過低可能引起機(jī)組真空下降，冷空氣可能進(jìn)入軸封，甚至汽缸內(nèi)，將造成軸封段受冷或者汽缸內(nèi)受冷，嚴(yán)重威脅設(shè)備安全。

軸封溫度異常對機(jī)組的影響

軸封溫度過高時(shí)，尤其在機(jī)組啟動(dòng)前，如果溫度過高，會(huì)使軸端汽封處和轉(zhuǎn)子汽封段加熱劇烈，產(chǎn)生局部的應(yīng)力集中現(xiàn)象，從而產(chǎn)生一定得變形，可能會(huì)使轉(zhuǎn)子和汽缸之間的間隙發(fā)生改變，使軸封漏汽量增大，脹差增大，嚴(yán)重可能發(fā)生動(dòng)靜摩擦。

軸封溫度過低時(shí)，會(huì)使軸端汽封和轉(zhuǎn)子汽封段受到冷卻，同樣，亦會(huì)產(chǎn)生局部的應(yīng)力集中現(xiàn)象，使汽缸和轉(zhuǎn)子之間的間隙發(fā)生改變，使軸端漏氣量增大，脹差減小。軸封溫度過低時(shí)，還可能出現(xiàn)軸封供汽蒸汽帶水，使軸封供汽管道發(fā)生水擊。嚴(yán)重時(shí)使汽輪機(jī)進(jìn)水。

軸封填料密封

填料密封結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格便宜、維修方便。但泄漏量大、功耗損失大。因此填料密封用于輸送一般介質(zhì)，如水等；一般不適用于石油及化工介質(zhì)，特別是不能用在貴重、易爆和有毒介質(zhì)中。

軸封機(jī)械密封

機(jī)械密封（也稱端面密封）的密封效果好，泄漏量很小，壽命長，但價(jià)格貴，加工安裝維修保養(yǎng)比一般密封要求高。

機(jī)械密封適用于輸送石油及化工介質(zhì)，可用于各種不同粘度、強(qiáng)腐蝕性和含顆粒的介質(zhì)。美國石油學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)API610（第8版）規(guī)定：除用戶有規(guī)定外，應(yīng)當(dāng)裝備集裝式機(jī)械密封。

軸封動(dòng)力密封

動(dòng)力密封可分為背葉式密封和副葉輪密封兩類。泵工作時(shí)靠背葉片（或副葉輪）的離心力作用使軸封處的介質(zhì)壓力下降至常壓或負(fù)壓狀態(tài)，使泵在使用過程中不泄漏。停車時(shí)離心力消失，背葉片（或副葉輪）的密封作用失效，這時(shí)靠停車密封裝置起到密封作用。與背葉式（或副葉輪）配套的停車密封裝置中較多地采用填料密封。填料密封有普通式和機(jī)械松緊式兩種。普通式填料密封與一般的填料密封泵相似，要求軸封處保持微正壓，以避免填料的干摩擦。機(jī)械松緊式填料密封采用配重，使泵在運(yùn)行時(shí)填料松開，停車時(shí)填料壓緊。

動(dòng)力密封性能可靠，價(jià)格便宜，維修方便，適用于輸送含有固體顆粒較多的介質(zhì)，如磷酸工業(yè)中的礦漿泵、料漿泵等。缺點(diǎn)是功率損失較機(jī)械密封大，且其停車密封裝置的壽命較短。

旋轉(zhuǎn)的泵軸與固定的泵殼之間的密封稱為軸封。它的作用是防止高壓液體從泵內(nèi)沿軸漏出，或者外界空氣沿軸滲入。對于離心泵的軸封，它屬于動(dòng)密封。

按密封結(jié)合面是否接觸，可分為接觸式動(dòng)密封和非接觸式動(dòng)密封。

接觸式動(dòng)密封的密封裝置與軸接觸，兩者之間存在相對摩擦。接觸式動(dòng)密封有填料密封、機(jī)械密封。

1、拆下主機(jī)輪（皮帶傳動(dòng)），拆下鍵銷；

2、用撥銷器將軸封端蓋定位銷取出；

3、拆掉軸封端蓋固定螺絲；

4、用圓型外拉馬將軸套取下（無拉馬可用切割機(jī)在軸套上開個(gè)槽，用鏨子打下，注意用東西擋一下砂子，以免弄到螺桿里）；

5、將舊軸封取下；

6、將端蓋軸封、軸承位置清理干凈，然后用755清洗；

7、在軸封安裝位涂上638膠，然后小心將軸封安裝上；注意不要傷到橡膠唇，可在軸封橡膠表面抹點(diǎn)油，或高溫潤滑脂；

8、清潔軸套位置后將端蓋重新安裝固定好（可在軸上用厚的彩光紙包一圈，以免在端蓋安裝時(shí)軸封唇不小心碰到鍵槽）；

9、清潔新軸套及安裝位置，在軸套內(nèi)圈涂上固定膠638，冷裝：用加力棒均勻用力將軸套敲進(jìn)去，新軸套外用相同尺寸的外圈墊著敲進(jìn)去以免損傷軸套。熱裝：軸套內(nèi)清洗干凈，不能有油。軸封前置軸頸涂上一圈638膠水，將軸套加熱到110度安裝上去。（注意：軸套推到軸封邊沿位置，稍停一下。等溫度降下來再推進(jìn)軸封位置；

10、安裝皮帶輪或聯(lián)軸器，校正平行度或中心線，用手反盤機(jī)頭，以便潤滑油回到前軸承及軸封。

軸封蒸汽系統(tǒng)1．用外來汽源供汽的軸封蒸汽系統(tǒng)

如圖1（1-高中壓缸均壓箱；2-低壓缸均壓箱；3-軸封加熱器）所示，300MW機(jī)組上采用的用外來汽源供汽的汽輪機(jī)軸封蒸汽系統(tǒng)，該軸封蒸汽系統(tǒng)由減溫器、均壓箱、軸封冷卻器(即凝結(jié)水系統(tǒng)中的軸封加熱器)、壓力調(diào)節(jié)裝置及其連接管道組成。

軸封汽源從輔助蒸汽聯(lián)箱接出。對汽輪機(jī)低壓缸的軸封供汽，由于要求的供汽溫度較低，因此在其供汽管道上安裝一臺噴水減溫器，減溫水來自于凝結(jié)水升壓泵出口，通過溫度調(diào)節(jié)裝置自動(dòng)保持減溫器出口氣溫為160～170℃，減溫器前、后隔離閥和旁路閥便于減溫水系統(tǒng)檢修。通過調(diào)節(jié)減溫器旁路閥的開度，來實(shí)現(xiàn)向高、中壓缸軸封提供溫度合適的密封蒸汽，正常運(yùn)行中，汽輪機(jī)高、中壓汽缸的軸封供汽溫度為345～350℃。

汽輪機(jī)高、中壓汽缸合并使用一個(gè)均壓箱，低壓缸用另一個(gè)均壓箱。為保持軸封供汽壓力的穩(wěn)定，通過軸封壓力氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥，控制軸封均壓箱汽壓保持在0.127～0.147MPa，再利用各供汽管道上進(jìn)汽閥的微量調(diào)節(jié)，使供汽腔室的汽壓在各種工況下始終穩(wěn)定在0.1009～0.127MPa范圍內(nèi)。軸封蒸汽抽出腔室的汽壓，通過軸封冷卻器中凝結(jié)水的冷凝作用及其抽真空裝置，使其保持在0．095MPa左右的微負(fù)壓狀態(tài)下，以達(dá)到軸封和閥桿漏汽不向外泄漏，回收工質(zhì)和熱量的目的。

各級抽汽管道上止回閥的閥桿均要設(shè)置汽閥，這是因?yàn)楦骷壋槠艿纼?nèi)所處的壓力不同，當(dāng)止回閥內(nèi)是正壓時(shí)，沿閥桿將向外漏汽；當(dāng)處于負(fù)壓時(shí)，大氣就會(huì)通過閥桿漏人閥體內(nèi)。在每個(gè)抽汽止回閥上均設(shè)有兩道汽封接口。第二道與汽封供汽母管相連接，第一道接至汽封漏汽母管。當(dāng)止回閥內(nèi)部的蒸汽壓力大于汽封供汽母管壓力時(shí)，由汽封供汽母管供密封蒸汽，以防止空氣沿閥桿漏人閥體內(nèi)。另外，軸封蒸汽系統(tǒng)還設(shè)有完善的疏水系統(tǒng)，以防軸封蒸汽將水帶入汽輪機(jī)。

軸封蒸汽系統(tǒng)2．自密封供汽式軸封蒸汽系統(tǒng)

典型的自密封供汽軸封蒸汽系統(tǒng)如圖2所示。自密封軸封蒸汽系統(tǒng)是指在機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，高、中壓缸軸封與低壓缸軸封通過母管連接起來，高、中壓缸軸端汽封的漏汽經(jīng)噴水減溫后，作為低壓軸端汽封供汽，可實(shí)現(xiàn)兩者之間的自身平衡蒸汽密封。多余漏汽經(jīng)溢流站溢流至低壓加熱器或凝汽器。

在汽封母管上設(shè)置三個(gè)汽源管道：主蒸汽、輔助蒸汽、冷再熱蒸汽。在機(jī)組啟動(dòng)初期，由輔助蒸汽向軸封供汽。當(dāng)主蒸汽參數(shù)滿足軸封供汽要求時(shí)，由主蒸汽向軸封供汽。當(dāng)機(jī)組負(fù)荷在(10%～20%)MCR時(shí)，由冷再熱蒸汽供汽。各汽源的供汽壓力由設(shè)在各汽源管道導(dǎo)航的氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥控制。隨著機(jī)組負(fù)荷的增加，當(dāng)負(fù)荷大于(25%～30%)MCR時(shí)，高、中壓缸的內(nèi)缸漏汽壓力滿足低壓缸汽封用汽要求時(shí)，由高、中壓缸的內(nèi)缸漏汽向低壓缸供汽。供汽溫度由減溫器控制，供汽壓力由溢流站控制，它將多余的蒸汽通過氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥排人凝汽器，以保持低壓缸供汽壓力溫度。這時(shí)的各供汽汽源則處于熱備用狀態(tài)，以便隨時(shí)啟用。這種軸封蒸汽系統(tǒng)，在機(jī)組啟動(dòng)或停機(jī)時(shí)由外來汽源供汽，在機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，實(shí)現(xiàn)自平衡密封供汽，消耗蒸汽量小，運(yùn)行經(jīng)濟(jì)、安全可靠、被普遍應(yīng)用于引進(jìn)型300、600MW機(jī)組上。

軸封蒸汽系統(tǒng)3．小汽輪機(jī)的軸封蒸汽系統(tǒng)

小汽輪機(jī)軸端汽封的供汽和漏汽管道、主汽閥和調(diào)節(jié)汽閥的閥桿漏汽管道以及蒸汽過濾器等組成了小汽輪機(jī)的軸封蒸汽系統(tǒng)，如圖3所示。

小汽輪機(jī)前軸封共分為四段，從汽缸向軸端依次設(shè)有內(nèi)漏汽腔室、供汽腔室、外漏汽腔室。后軸端汽封共分為三段，依次設(shè)有汽封腔室和漏汽腔室。前軸封內(nèi)汽封第一段漏汽引到小汽輪機(jī)第五壓力級繼續(xù)做功，前后軸封外漏汽進(jìn)入主汽輪機(jī)軸封冷卻器。

小汽輪機(jī)軸封供汽來自主汽輪機(jī)低壓缸汽封供汽母管，供汽壓力一般在0.03MPa表壓，供汽溫度應(yīng)與汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子溫度相匹配，否則易在轉(zhuǎn)子表面引起高的熱應(yīng)力而影響轉(zhuǎn)子壽命，溫差太大，甚至?xí)a(chǎn)生軸端變形，損壞汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子，因此供汽溫度要求限制在177℃以下。當(dāng)引自主汽輪機(jī)汽封供汽系統(tǒng)的蒸汽壓力和溫度偏高時(shí)，軸封蒸汽系統(tǒng)還備有均壓箱或壓力調(diào)節(jié)閥、噴水減溫器及一套溫度控制設(shè)備。

高壓主汽閥和調(diào)節(jié)汽閥閥桿漏汽均分高、低壓兩段漏汽。其高壓段漏汽接至小汽輪機(jī)低壓進(jìn)汽電動(dòng)截止閥前，(有的小汽輪機(jī)該段漏汽接至除氧器)，其低壓段漏汽接至主汽輪機(jī)軸封冷卻器。低壓主汽閥和調(diào)節(jié)汽閥的閥桿漏汽進(jìn)入主汽輪機(jī)軸封冷卻器。

曲徑軸封，亦稱“迷宮軸封”、“拉別令軸封”。渦輪機(jī)和其他高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械中常用的防止漏氣的裝置。設(shè)在機(jī)軸通過汽缸(或其他靜止部件)的地方。由若干環(huán)形刀片組成的軸封環(huán)固定在汽缸上,機(jī)軸上則有環(huán)形凸肩。環(huán)形刀片與機(jī)軸互不接觸而構(gòu)成迂回窄縫。當(dāng)氣體漏過窄縫時(shí),由于連續(xù)多次的節(jié)流作用,使漏氣的壓力減小,體積增大,因而減少了氣體的漏泄。

汽輪機(jī)在各種運(yùn)行工況下，軸封蒸汽系統(tǒng)都應(yīng)提供合乎要求的軸封和閥桿密封用汽。軸封蒸汽系統(tǒng)的作用可歸納為：

(1)防止汽缸內(nèi)蒸汽和閥桿漏汽向外泄漏，污染汽輪機(jī)房環(huán)境和軸承潤滑油油質(zhì)。

(2)防止機(jī)組正常運(yùn)行期間，高溫蒸汽流過汽輪機(jī)大軸，使其受熱從而引起軸承超溫。

(3)在機(jī)組啟動(dòng)及正常運(yùn)行期間，防止空氣漏入汽缸的真空部分，保證凝汽器的抽真空效果及真空度。在汽輪機(jī)打閘停機(jī)及凝汽器需要維持真空的整個(gè)熱態(tài)停機(jī)過程中，防止空氣漏入汽輪機(jī)，加速汽輪機(jī)內(nèi)部冷卻，造成大軸彎曲。

(4)回收汽封和閥桿漏汽，減少工質(zhì)和能量損失。