350MW机组汽轮机轴封系统运行和调节中常见故障分析

350MW机组汽轮机轴封系统运行和调节中常见故障分析

摘要：汽轮机轴封系统的作用是防止外界空气进入汽轮机，与汽轮机内的蒸汽

混合，减小蒸汽泄漏量，从而减少化学补水量和防止高位能的工作介质向低位能

流动。作为汽轮机的易损件和必备部件，汽轮机的轴封越来越引起从事汽轮机设

计的工程技术人员的关注。轴封系统的优劣直接影响到整个机组的经济性和安全性。轴封漏气的合理利用是机组节能研究课题中的重要组成部分。因此，对汽轮

机轴封系统的运行及系统调节故障进行研究分析具有一定的实际意义。

关键词：350MW机组；汽轮机轴封系统；故障分析

1汽轮机轴封系统分析

图1为汽轮机轴封自密封系统，这种轴封系统的特点是：高、中压缸轴封“X”腔室前没有与低压缸加热器相通的腔室，在机组高负荷运行时，“X”腔室的压力可以高于轴封供汽联箱的压力，其漏汽可以向低压缸轴封供汽，实现两者之间供汽

的自身平衡。系统配置一套可靠的供汽调压、调温装置，可以在任何运行工况满

足高中压缸和低压缸各轴封供汽参数的要求，还能向给水泵汽轮机轴封供汽，其

汽源能满足机组冷、热态启动和停机的需要，并设有溢流泄压装置和轴封抽气装置。上图是典型的自密封轴封系统图，在轴封供汽母管上设有三个汽源管道：冷

再热蒸汽（二段抽汽），厂内辅助蒸汽及主蒸汽，通过调节阀引入轴封供汽母管。高、中压缸和低压缸轴封供汽母管相连接。轴封供汽母管的压力控制站由高压供

汽（主蒸汽）调节阀、再热冷段供汽调节阀、辅助汽源调节阀和溢流调节阀组成。在低负荷时，根据启动状态选用合适的汽源向高中低压轴封供汽。机组达到75％

负荷时，高、中压缸的轴封漏汽可以满足低压缸轴封供汽的需要量，此时轴封系

统达到自密封（无需外部汽源供汽）。大于75%负荷以后，高中压轴封漏汽除向

低压缸轴封供汽外，多余的蒸汽通过溢流调节阀排向凝汽器。

2 汽轮机轴封自密封系统的运行方式

2.1冷态启动运行

冷态启动时，先抽真空后送轴封。抽真空时间要在除氧器投加热前进行，机

组抽真空阶段至并网前。汽轮机送轴封必须在机组盘车投入正常后进行，辅助蒸

汽（温度不宜超过250℃，过高会影响转子寿命）经辅助汽源控制站向轴封系统

供汽，送轴封时，高压轴封母管汽温必须达到150～260℃，低压轴封温度121～177℃，自动维持供汽压力0.021～0.027MPa。同时，轴封送汽温度与轴封段转子

表面温度之差应不大于110℃。

2.2热态启动运行

热态启动时，先送轴封后抽真空。首先要注意在停机期间及机组抽真空之前，禁止关闭真空破坏门，防止低压缸安全门动作。其次，热态、极热态启动时，向高、中压缸前后轴封供汽的主蒸汽温度应接近高压缸第一级处内壁温度，并保持50℃以上的过热度。机组启动时高压轴封母管温度必须达到208～375 ℃，低压

轴封温度121～177℃。

当机组负荷大于60%时，高中压轴端漏入母管的蒸汽量将超过低压缸轴端汽

封所需供汽量，高压汽源控制站或辅助汽源控制站自动关闭，同时溢流控制站自

动打开，多余的蒸汽溢流到凝汽器，并自动维持供汽压力为0.021～0.027MPa。

此时，系统进入自密封状态。

2.3轴封供汽投入前准备

（1）确认汽轮机及轴封供汽系统检修工作结束，工作票已终结，安全措施已拆除，具备送汽条件。

（2）按轴封系统检查卡检查完毕，检查系统各阀门状态是否正确。

（3）检查确认系统表计正常，仪用压缩空气压力0.6～0.8MPa、检查汽轮机

盘车已经投入、检查凝结水系统、循环水系统投运正常、检查辅汽联箱运行正常。

（4）开启凝结水供轴加疏水系统U型管注水门,注满水后关闭注水门；检查

轴加水侧已投入运行。

（5）检查确认下述调节门正常：辅汽至轴封供汽调门，轴封溢流调门。确认

A、B轴加风机电机绝缘合格后送电。

2.4轴封供汽系统投入

（1）检查高中低压缸各轴封供汽手动阀开启。

（2）检查轴封蒸汽供小机轴封进汽阀关闭（小机抽真空送轴封根据情况也可随主机同时进行）。启动一台轴加风机运行，备用轴加风机投“联锁”（注意启轴

加风机前轴封加热器水位应正常）。

（3）确认轴封各疏水门在开启位置，缓慢开启辅汽至轴封手动门，进行暖管，注意轴封系统管道无振动现象。

（4）根据轴封供汽温度，缓慢开启辅汽至轴封供汽阀。

（5）开启辅汽供轴封减温水调门前、后截门，检查调门关闭严密。

（6）开启辅汽控制站供轴封电动门、缓慢开启辅汽供轴封调节阀，对轴封系统疏水暖管。

（7）轴封系统暖管充分后，逐渐开大辅汽供轴封调节阀。根据温度投入辅汽供轴封减温水，温度设定冷态150～260℃（热态208～375℃），调节阀投入自动。调整轴封压力使低压缸前、后轴封处不冒汽也不吸气。

（8）投入低压轴封供汽减温水，调节阀投入自动，控制低压轴封供汽温度在121～177℃。轴封系统投入正常后关闭辅汽至轴封供汽管路及轴封母管疏水阀。

轴封蒸汽溢流至凝汽器气动调节阀投入自动。

3 轴封系统运行故障及处理措施

3.1轴封供汽不足

3.1.1造成供汽不足的现象和原因

（1）现象：其主要表现为凝汽器真空下降、轴封供汽母管压力下降、就地可听到轴封处有吸气声。（2）形成原因：轴封汽母管溢流调节门失灵、辅汽至轴

封供汽调节门失灵，或阀门误关、未实现自密封时辅助蒸汽压力过低、主机调门

大幅波动。

3.1.2处理措施

首先，对轴封溢流调节门失灵，应关小调节门后手动门，或用旁路调节以维

持正常的轴封母管压力，同时联系检修处理。其次，若辅汽至轴封供汽调节门失灵，切手动调节，或开启旁路门调节，并关闭调节门前电动截止门，联系检修处理。同时，迅速恢复辅助蒸汽联箱压力至0.8MPa以上，稳定辅汽压力正常。此外，若调门大幅波动，检查轴封系统调节至正常，主机真空正常，若出现真空下

降过快，检查备用真空泵联启正常，否则手动启动。

3.2轴加水位高

3.2.1导致轴加水位高的主要现象及原因

（1）现象：DCS画面上轴加水位异常报警；（2）原因：轴加多级水封故障，