汽轮机轴封系统全解

轴封系统
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 ； 3、回收工质，减少热量损失，并改善车间的环境条件。
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。
了密封作用。
接触式汽封是靠弹性构件(如弹簧)和介质的压力在旋 转的接触表面(端面)上产生适当的压紧力，使端面紧密贴 合，端面间维持一层极薄的液体膜而达到密封的目的。这 层液体膜具有流体动压力与静压力，起着润滑和平衡压力 的作用。
2、供汽母管压力调整机构 轴封供汽采用三阀系统，即在汽轮机所有运行工况
四、轴封系统的投入运行与停止
1、系统投运前的检查和准备 1)按辅机运行通则进行检查。确认该系统及设备无任何
检修工作，周围清洁无杂物，设备系统完好。 2)启动前各项试验完成且合格。 3)辅汽、仪用空气系统、凝结水系统、开式水系统及循
随着机组负荷的增加，调速汽阀开大，进汽量增加， 汽缸内压力相应增大。当高中压缸两端的排汽压力高于 “X”腔室压力时，汽流在内汽封环内发生相反流动，缸 内的蒸汽经过汽封流向“X”腔室。
三、轴封系统相关设备的简介
它由轴端汽封、压力调整机构（均压箱）、轴封加热器、 轴封风机、喷水减温器以及有关管道组成的闭式轴封系统。
下，供汽压力通过三个调节阀即主汽供汽调节阀、辅助汽 源供汽调节阀和溢流调节阀来控制，使汽轮机在任何运行 工况下均自动保持供汽母管中设定的蒸汽压力。上述三个 调节阀及其前后截止阀和必需的旁路阀组成三个压力控制 站，分别为主汽汽源供汽站、辅汽汽源供汽站和溢流站。
3、轴封加热器 主要作用是将汽—气混合物的热量传给凝结水，提
运行时的汽封间隙。
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
二、轴封系统的工作原理
本工程轴封系统采用自密封系统。所谓“自密封系统” 是指在机组正常运行时，由高压缸轴端汽封的漏汽经均压 箱作低压缸轴端汽封的供汽，多余漏汽经溢流站溢流到凝 汽器。在机组启动或低负荷运行阶段，汽封供汽由新蒸汽 提供。
在启动过程中，汽源供汽经均压箱调压稳压后， 一部分向前汽封供汽，另一部分向后汽封供汽；当机 组达到一定负荷后，后轴封用汽完全由前汽封的漏汽 供给，随着负荷继续升高，前汽封的多余漏汽自动溢 流到凝汽器，并由调节阀自动保持供汽压力稳定。设 置在低压汽封供汽管路上的温度控制站自动调节以保 持低压汽封供汽温度的稳定。总之，从启动前投汽封 到停机后停止汽封送汽，该系统完全能自动调整，具
源自文库
4、轴封风机 本系统采用两台100%容量轴封风机(其中一台备用)。 作用是用以抽出轴封加热器内的不凝结气体，以保证轴
封加热器在良好的换热条件下工作，并维持汽封腔室一定的 负压，使轴封汽的外挡漏气不向外冒汽。
6、减温器 作用：用新蒸汽供汽温度，以免低压汽封体和转子产生
热变形。 减温器的水来自凝结水，由设置在喷水减温器底部的法兰 口进入喷嘴，喷嘴使冷却水雾化，且沿蒸汽流动方向喷出， 同蒸汽充分混合，使其出口温度保证在所要求的供汽温度范 围内。
高了汽轮机热力系统的经济性。其次利用凝结水来冷却各 段轴封和高、中压主汽调节阀阀杆抽出的汽—气混合物， 在轴封加热器汽侧腔室内形成并维持一定的真空，防止蒸 汽从轴封端泄漏。使混合物中的蒸汽凝结成水，从而回收 工质。同时，将混合物的温度降低到轴加风机长期运行所 允许的温度。
运行时，凝结水由水室进水口流入冷却钢管内，经过 U型管到水室出口并流出加热器;汽—气混合物进入壳体后， 在冷却钢管处迂回流动，通过管壁与冷却水进行热交换， 使凝结水温度升高，而汽—气混合物中绝大部分蒸汽凝结 成水，通过水封U型管疏水至凝汽器，不凝结气体和少量 蒸汽则由轴封风机抽出并排放入大气。
轴封加热器多级水封 水封的级数可以用公式：
n p1 p2
gh
P1:轴加内的压力，kPa; P2:外界压力，kPa; h :每级水封管的高度； ρ：水的密度，kg/m3.
轴加多级水封图
至凝汽器
放 水
排 空放
水
排 空
放
排 放水 空
水
轴加疏水来
凝结水来
多级水封作为轴加的疏水装置的优缺点： 优点：没有机械传动，因而无磨损、无卡涩；没有电气 元件，因而不需要调试，不耗电；结构简单，维护方便。 缺点 ：停机后水封管内有残留积水，易造成金属锈蚀， 因而影响再次启动时凝结水的质量；占地面积大，需挖深坑 放置水封，以及仅能在加热器间压力差不大的情况下使用。
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