汽轮机轴封系统课件ppt

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 ；
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。
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
至排 空
放
排 空
放水
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。
在启动过程中，汽源供汽经压力控制站调压稳压 后，一部分向经压力控制站调压稳压后，一部分向高、 中压汽封供汽，另一部分经喷水降温向低压汽封供汽； 当机组达到一定负荷后，低压轴封用汽完全由高、中 压前、后汽封的漏汽供给，随着负荷继续升高，高中 压汽封的多余漏汽自动溢流到凝汽器，并由汽封溢流 控制站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，具有良好的负荷适应 性
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。
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。
3、回收工质，减少热量损失，并改善车间的 环境条件。
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、中压缸轴端汽封的漏汽经喷水减温 后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，汽封供汽由外来蒸汽提供。 本系统设置有溢流控制站、温度控制站、 主蒸汽供汽控制站、辅助汽源供应控制站， 从启动到满负荷全过程均能按汽封供汽要 求自动进行调整、切换。
DAS汽封为东方汽轮机厂自主研制的先 进性汽封（DAS为缩写）也叫“大齿汽 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，保证正常运行时的 汽封间隙。
本公司轴封加热器采用东方汽轮机厂 生产的JQ－150型卧式轴封加热器。
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。
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。
大约10％额定负荷时，高中压缸调阀 端的高压排汽压力己达到密封蒸汽压力； 而大约25％额定负荷时，高中压缸排汽压 力达到密封压力，形成自密封。
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。