自密封供汽式軸封蒸汽系統(tǒng)軸封蒸汽系統(tǒng)

軸封蒸汽系統(tǒng)的主要功能是向汽輪機(jī)、給水泵小汽輪機(jī)的軸封和主汽閥、調(diào)節(jié)閥的閥桿汽封提供密封蒸汽，同時(shí)將各汽封的漏汽合理導(dǎo)向或抽出。在汽輪機(jī)的高壓區(qū)段，軸封系統(tǒng)的正常功能是防止蒸汽向外泄漏，以確保汽輪機(jī)有較高的效率；在汽輪機(jī)的低壓區(qū)段，則是防止外界的空氣進(jìn)入汽輪機(jī)內(nèi)部，保證汽輪機(jī)有盡可能高的真空（也即盡可能低的背參數(shù)），也是為了保證汽輪機(jī)組的高效率。軸封蒸汽系統(tǒng)主要是由密封裝置、軸封蒸汽母管、汽封冷卻器等設(shè)備及相應(yīng)的閥門、管路系統(tǒng)構(gòu)成。

典型的自密封供汽軸封蒸汽系統(tǒng)如圖1《自密封供汽式軸封蒸汽系統(tǒng)》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。

（1）防止汽缸內(nèi)蒸汽向外泄漏，同時(shí)防止空氣漏入汽缸的真空部分；

（2）回收汽封漏汽，減少系統(tǒng)能雖和工質(zhì)損失。大機(jī)組都采用具有自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置的閉式軸封系統(tǒng)，不同機(jī)組的軸封系統(tǒng)各不相同，但作用是一致的。

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(duì)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(tái)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(jí)抽汽管道上止回閥的閥桿均要設(shè)置汽閥，這是因?yàn)楦骷?jí)抽汽管道內(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(jí)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。

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(rùn)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。

小汽輪機(jī)的軸封系統(tǒng)與主汽輪機(jī)的軸封系統(tǒng)相連通，啟動(dòng)時(shí)由主機(jī)軸封蒸汽向小汽輪機(jī)的第一段前、后軸封供汽，然后經(jīng)第二段軸封排入軸封冷卻器。正常運(yùn)行時(shí)，小汽輪機(jī)第一段前軸封的蒸汽排人主機(jī)軸封蒸汽系統(tǒng)，經(jīng)減溫減壓后返回小汽輪機(jī)第一段后軸封。 2100433B