汽轮机汽封系统
汽轮机自密封系统的说明
在汽轮机转子穿过外缸的部位，必须采取一些措施以防止空气漏入或蒸汽从汽缸漏出，汽封系统就是为了完成这一功能而设计的。
汽封系统示意图见附图。
在每个外缸两端装有大量环绕转子的汽封片，汽封片与转子表面仅留有防止在运行过程中发生接触的间隙。
在汽轮机启动和低负荷运行时，汽轮机各汽缸内的压力都低于大气压力。
供至端汽封高压腔室的汽封蒸汽在一侧面过汽封漏入汽轮机，在另一侧漏入端汽封低压腔室。
由装在轴封冷凝器上的电动风机使端汽封低压腔室维持稍低于大气压力。
因而，空气通过外汽封从大气漏入端汽封低压腔室，汽气混合物则通过一个与轴封冷凝器相连的接口从端汽封低压腔室被抽出。
当排汽压力超过端汽封高压腔室的压力时，通过内汽封环发生反向流动。
流量随着排汽压力的升高而增加。
因此，对于高中压合缸的各汽封来说，约在15%负荷时变成自密封。
此时，蒸汽从端汽封高压腔室排到汽封系统的联箱，再从联箱流向低压汽封。
如有任何多余的蒸汽，会通过溢流阀流往冷凝器，如有溢流，通常发生在高负荷下。
汽轮机轴封系统
汽轮机轴封系统集团标准化工作小组 #Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN#生产培训教案主讲人：郑汉技术职称：工程师所在生产岗位：值长讲课时间： 2010 年 8月生产培训教案培训题目：汽轮机轴封系统培训目的：通过系统图的讲解，从系统构成、运行方式、阀门状态、隔离步序等方面，对所培训的系统全面梳理，迅速提高现有作业人员对系统的熟悉和掌握程度。
夯实人员技能基础，提高工作效率，保证生产安全。
内容摘要：一、汽机轴封系统图二、轴封系统介绍三、轴封系统投运四、润滑油中进水的原因五、防止油中进水的措施培训内容：一、我厂汽轮机轴封系统图二、轴封系统原理介绍1、轴封系统的功能轴封系统的功能是在转子穿出汽缸处，防止空气进入汽缸或蒸汽由汽缸漏出。
并回收汽机的汽封漏汽，利用其热量加热部分凝结水，同时还可抽出汽机轴封系统的气体混合物，防止蒸汽漏出到机房或油系统中去。
2、轴封原理在汽轮机起动和低负荷时（图A），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”腔室由装于汽封冷却器上的电动机驱动的风机使之保持稍低于大气的压力。
从而使空气从大气通过外部汽封片漏到“Y”腔室。
漏泄蒸汽和空气混合物通过与汽封冷却器的连接管从“Y”腔室抽出。
当高压、中压或高、中压合缸的排汽压力超过“X”区的压力时，汽流在内汽封环发生相反流动。
随着排汽区压力增加，流量也增加，因此对于一个单独高压缸的汽封，在大约10%负荷时变成自密封，而对于一个中压或高、中压合缸的汽封，在大约25%负荷时变成自密封。
大于这一负荷，蒸汽从“X”区排出，通到汽封系统总管。
蒸汽再由总管流至低压汽封。
如有任何过剩的蒸汽，则通过溢流阀流到凝汽器。
主机轴封采用的是迷宫式汽封。
这种汽封由带汽封齿的汽封环，固定在汽缸上的汽封套和固定在转子上的轴套三部分组成。
这种汽封是通过把蒸汽的压力能转换成动能，再在汽封中将汽流的动能以涡流形式转换成热能而消耗。
汽轮机轴封系统全解
关闭。
2、轴封系统投运
1 开启轴封加热器进水门。 2. 热器出水门。 3 关闭轴封加热器旁路门。 4 运行值班人员送上轴加风机电源，启动轴加风机，开启轴加风机进口风
门。 5 关闭轴加疏水排地沟门。 6 开启轴封汽至轴封加热器进汽门。 7 检查轴加排汽正常，轴加疏水U型水封管不烫手。 8 开启轴加U型疏水至疏水箱门，注意凝汽器真空变化。（三期轴加疏水因
b)如一抽压力达不到要求，而汽平衡达到要求，轴封供汽切 至汽平衡供给；如汽平衡也达不到要求，则打开主汽至轴
封进气门，将轴封供汽切至主蒸汽供给。 c)机组运行时，如机组跳闸或机组停机时，应调整打开主汽
至轴封进气门及减温水，调整冷再压力在2.94-29.4kPa， 温度在180～220℃，调整轴封压力至正常，保证汽机惰
维持正常的轴封母管压力，并联系维修处理。旁路门误开，
应立即关闭。 B:开、停机时，若轴封供汽阀失灵，联系维修处理。有关阀
门误关，应立即开启。 2、轴封温度过低
1）原因 A:轴加满水了，水通过轴封回汽管路进入轴封母管，引起温
度下降
B:轴封减温水自动失灵，大量的减温水进入轴封母管， 引起轴封温度骤降。
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。
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
汽轮机轴封系统课件ppt
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。
汽轮机运行相关注意事项及事故处理要求(正文)
1.1 汽轮机结构及系统的一般说明1.1.1结构概述汽轮机转子由二级复速级和九压力级组成，调整抽汽通过中间蒸汽室调节汽阀及连杆控制。
装于前汽缸上端蒸汽室内的配汽机构是提板式调节汽阀，借助机械杠杆与油动机相连，调节汽阀的结构为群阀提板式，由六只汽门组成。
汽轮机前轴承座的前端装有测速装置，在座内装有油泵组、危急遮断装置、轴向位移发送器、推力轴承前轴承及调节系统一些有关部套。
前轴承座的上部装有油动机。
前轴承座与汽缸相连，在横向和垂直方向均有定位滑键，以保证轴承座在膨胀时中心不致变动。
在前座架上装有热膨胀指示器，以反映汽轮机静子部分的热膨胀情况。
汽轮机通过一副刚性联轴器与发电机相连，转子盘车装置装于后轴承盖上，由电动机驱动，通过蜗轮蜗杆副及齿轮减速达到所需要的盘车速度。
当转子的转速高于盘车速度时，盘车装置能自动退出工作位置。
在无电源的情况下，在盘车电动机后轴上装有手轮，可进行手动盘车。
1.1.2热力系统1.1.2.1主汽系统来自锅炉的新蒸汽经隔离阀到主汽门。
主汽门内装有蒸汽滤网，以分离蒸汽中的水滴和防止杂物进入汽轮机。
蒸汽由主汽门经三通接头分别进入汽轮机蒸汽室两侧，蒸汽在汽轮机中膨胀做功后排入冷凝器凝结成水，借助凝结水泵打入低压加热器及除氧器。
经除氧器除氧后的凝结水，借助给水泵升压，进入锅炉。
凝结水泵后有一路凝结水可引入冷凝器上部，在启动、低负荷或作滑参数启动时用于冷却蒸汽和主汽门前来的疏水。
汽轮机具有二级抽汽，第一道抽汽供给可调工业抽汽，第二道抽汽供给低压加热器。
在各级抽汽管道上装有液压止回阀或普通止回阀，以避免蒸汽倒流影响汽轮机运行安全。
当主汽门关闭时，抽汽阀联动装置亦动作，泄去操纵座活塞下方之压力油，使抽汽阀在压力油作用下自动关闭。
第二道抽汽，由于汽压较低，采用了普通止回阀，也同样可以满足逆止的作用。
1.1.2.2汽封系统汽轮机前后汽封近大气端的腔室和主汽门、调节汽阀及各抽汽阀门等各阀杆近大气端的漏汽均有管道除氧器相连，使各腔室保持-1.013KPa～-5.066KPa的真空，以保证蒸汽不漏入大气。
汽轮机轴封系统
生产培训教案主讲人：郑汉技术职称：工程师所在生产岗位：值长讲课时间： 2010 年 8月生产培训教案培训题目：汽轮机轴封系统培训目的：通过系统图的讲解，从系统构成、运行方式、阀门状态、隔离步序等方面，对所培训的系统全面梳理，迅速提高现有作业人员对系统的熟悉和掌握程度。
夯实人员技能基础，提高工作效率，保证生产安全。
内容摘要：一、汽机轴封系统图二、轴封系统介绍三、轴封系统投运四、润滑油中进水的原因五、防止油中进水的措施培训内容：一、我厂汽轮机轴封系统图二、轴封系统原理介绍1、轴封系统的功能轴封系统的功能是在转子穿出汽缸处，防止空气进入汽缸或蒸汽由汽缸漏出。
并回收汽机的汽封漏汽，利用其热量加热部分凝结水，同时还可抽出汽机轴封系统的气体混合物，防止蒸汽漏出到机房或油系统中去。
2、轴封原理在汽轮机起动和低负荷时（图A），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”腔室由装于汽封冷却器上的电动机驱动的风机使之保持稍低于大气的压力。
从而使空气从大气通过外部汽封片漏到“Y”腔室。
漏泄蒸汽和空气混合物通过与汽封冷却器的连接管从“Y”腔室抽出。
当高压、中压或高、中压合缸的排汽压力超过“X”区的压力时，汽流在内汽封环发生相反流动。
随着排汽区压力增加，流量也增加，因此对于一个单独高压缸的汽封，在大约10%负荷时变成自密封，而对于一个中压或高、中压合缸的汽封，在大约25%负荷时变成自密封。
大于这一负荷，蒸汽从“X”区排出，通到汽封系统总管。
蒸汽再由总管流至低压汽封。
如有任何过剩的蒸汽，则通过溢流阀流到凝汽器。
主机轴封采用的是迷宫式汽封。
这种汽封由带汽封齿的汽封环，固定在汽缸上的汽封套和固定在转子上的轴套三部分组成。
这种汽封是通过把蒸汽的压力能转换成动能，再在汽封中将汽流的动能以涡流形式转换成热能而消耗。
在汽封前后压差及漏汽截面一定的条件下，随着汽封齿数的增加，每个汽封齿前后压差相应减少，这样流过每一汽封齿的流速就比无汽封齿时小的多，就起到减少蒸汽的泄露量的作用。
11-3 汽轮机本体—隔板套汽封
1、高中压缸的静叶环和静叶持环
高中压缸静叶片由方钢加工而成，具有偏臵的根部 和整体围带，各叶根和围带在沿静叶片组的外圆和 内圆焊接在一起，构成相似隔板形状的静叶环，有 人称为叶片隔板。这种隔板形状的静叶环，在水平 中分面处对分成两半，当其上下两半部分嵌入静叶 持环的直槽后，在直槽侧面的凹槽中打入一系列短 的Ｌ形锁紧片，使之固定。各上半部分再用制动螺 钉固定在上静叶持环中，此螺钉位于水平中分面的 左侧（当向发电机看时）。
作用
1-隔板体 2-叶轮 3-汽封环 用来阻碍蒸汽绕过喷嘴而造成 的能量损失，并使叶轮的轴向 推力增大，汽封环装在隔板内 圆的汽封槽中。
（a）高压级组静叶环汽封 （b）中压级组静叶环汽封 汽封环由８个汽封块组成，汽封的 固定方法与围带汽封相同，转子上 有高低汽封凸肩，与汽封齿共同组 成汽封间隙。
三、通流部分汽封
结构特点
习题15
隔 板 套 结 构
1—上隔板套；2—下隔板套；3—连接螺栓；4—上汽缸；5—下汽缸；6—悬挂销；7—垫片；8—平键；9—定位销；10—顶开螺钉
隔板套
隔板套
隔板套
隔板套
隔 板
二、静叶环和静叶持环
反动式汽轮机没有叶轮和隔板，动叶片直接嵌装在转子的外缘上，静 叶环装在汽缸内壁或静叶持环上。
设臵汽封的目的
汽封的分类 根据安装部位 根据定位方式 根据结构形式
习题16
按安装部位 轴端汽封 隔板汽封 通流部分汽封
一、轴端汽封
由于汽轮机主轴必须从汽缸内穿出，因此主轴与 汽缸之间必须留有一定的径向间隙，且汽缸内蒸汽 压力与外界大气压力不等，就必然会使汽轮机内的 高压蒸汽通过间隙向外漏出，造成工质损失，恶化 运行环境，并且加热轴颈或冲进轴承使润滑油质恶 化；或者使外界空气漏入低压端破坏真空，从而增 大抽气器的负荷，降低机组效率。 为了提高汽轮机的效率，应尽量防止或减少这种 漏汽（气）现象。为此，在转子穿过汽缸两端处都 装有汽封，这种汽封称轴端汽封，简称轴封。高压 轴封是用来防止蒸汽漏出汽缸，而低压轴封是用来 防止空气漏入汽缸。
轴封系统组成,作用,原理,启停,调整及事故处理
一、轴封蒸汽系统的组成和作用 ............................. 错误!未定义书签。
（一）轴封蒸汽系统的主要功能 ........................... 错误!未定义书签。
（二）轴封系统介绍 ..................................... 错误!未定义书签。
（三）轴封结构......................................... 错误!未定义书签。
（四）系统组成及主要设备 ............................... 错误!未定义书签。
二、汽封蒸汽的压力和温度控制 ............................. 错误!未定义书签。
（一）密封蒸汽温度极限控制装置的工艺功能（高） ......... 错误!未定义书签。
（二）密封蒸汽温度极限控制装置的工艺功能（低） ......... 错误!未定义书签。
（三）功能描述......................................... 错误!未定义书签。
（四）运行注意事项 ..................................... 错误!未定义书签。
（五）轴封系统的温度联锁 ............................... 错误!未定义书签。
（六）启动时允许空气进入的时间限制 ..................... 错误!未定义书签。
三、轴封系统的启停 ....................................... 错误!未定义书签。
（一）轴封系统投运前的检查 ............................. 错误!未定义书签。
（二）轴封供汽系统的投入 ............................... 错误!未定义书签。
（三）轴封供汽系统停运 ................................. 错误!未定义书签。
发电厂汽轮机轴端汽封系统
发电厂汽轮机轴封系统的介绍在汽轮机汽缸两端，转子引出汽缸处，为确保转子转动时不发生动、静间摩擦，两者之间需留有一定的间隙。
在高、中压缸两端，蒸汽会通过这一间隙往外泄漏，从而减少汽轮机做功的蒸汽量，泄漏的蒸汽还会污染运行厂房及设备、仪器等。
而在低压缸两端，因汽缸内的压力低于大气压力，外界空气会通过这一间隙漏入低压缸内，破坏凝汽器真空，增大抽气设备的负担。
这些都将使汽轮机的功率和效率降低。
为此，在汽轮机各轴端需要设置轴端汽封（简称轴封）一、轴封系统的作用主要作用就是向汽轮机轴端汽封供汽。
细分起来高中压缸轴封系统与低压缸轴封系统作用是不一样的。
机组运行时，高中压缸蒸汽压力是十分高的，高中压缸轴封系统防止汽缸内蒸汽沿高中压缸轴端向外泄漏，甚至窜入轴承箱致使润滑油中进水。
低压缸是与凝汽器相连的，凝汽器是高度真空的，所以对低压缸来说是阻止空气漏入到汽缸中引起凝汽器真空下降，也防止低温空气通过轴封快速冷却汽轮机，导致动静摩擦而损坏机组。
同时收集汽轮机轴封及门杆漏汽。
上文说到汽轮机级间汽封为单一机械结构，无配套其他设备。
而轴封系统主要由汽封体、汽封蒸汽入口调节阀、轴封蒸汽母管、轴封冷却器（汽封加热器）、轴加风机以及一些辅助设备和管道组成。
轴封供汽母管压力是由供汽调节阀及溢流调节阀共同维持。
轴封系统简图往汽轮机轴端汽封供汽常用的有两路汽源，一路为冷再蒸汽经辅汽联箱向轴封母管供汽，另一路为高压主蒸汽（备用）二、轴封系统的附属设备1、轴封冷却器（轴封加热器）轴封冷却器用凝结水来冷却轴封漏汽和高中压主汽调节阀阀杆的漏汽（所有阀门的阀杆相对于阀体而言都是动的，那么动静部分之间就会间隙，主蒸汽压力又很高，运行中就会有蒸汽从该间隙泄漏出来，就称为门杆漏汽）这些蒸汽被凝结成水被回收至凝汽器，同时凝结水也被这些蒸汽加热，所以也就被称为了轴封加热器。
2、轴加风机轴加风机轴加风机将少量不凝结的轴封漏汽和阀杆漏汽抽走，使轴封冷却器维持一个微负压的状态，以防止蒸汽漏入大汽及汽机润滑油系统。
轴封蒸汽系统
第三节轴封蒸汽系统一、轴封蒸汽系统概述轴封蒸汽系统的主要功能是向汽轮机、给水泵小汽轮机的轴封和主汽阀、调节阀的阀杆汽封提供密封蒸汽，同时将各汽封的漏汽合理导向或抽出。
在汽轮机的高压区段，轴封系统的正常功能是防止蒸汽向外泄漏，以确保汽轮机有较高的效率；在汽轮机的低压区段，则是防止外界的空气进入汽轮机内部，保证汽轮机有尽可能高的真空（也即尽可能低的背参数），也是为了保证汽轮机组的高效率。
轴封蒸汽系统主要是由密封装置、轴封蒸汽母管、汽封冷却器等设备及相应的阀门、管路系统构成。
汽轮机组的高、中、低压缸轴封均由若干个轴封组成。
相邻两个轴封段之间形成一个汽室，并经各自的管道接至轴封系统。
在汽轮机组启动前，汽轮机内部必须建立必要的真空。
此时，利用辅助蒸汽向汽轮机的轴封装置送汽。
在汽轮机组正常运行时，汽轮机的高压区段的蒸汽向外泄漏，同时，为了防止空气进入轴封系统，在高压区段的最外侧一个轴封汽室，则必须将蒸汽和空气的混合物抽出。
由此看来，轴封蒸汽系统包括：送汽、回（抽）汽和漏汽三部分。
为了汽轮机本体部件的安全，对送汽的压力和温度有一定的要求。
因为送汽温度如果与汽轮机本体部件温度（特别是转子的金属温度）差别太大，将使汽轮机部件产生很大的热应力，这种热应力将造成汽轮机部件寿命损耗的加剧，同时还会造成汽轮机动、静部分的相对膨胀失调，这将直接影响汽轮机组的安全。
为了控制轴封系统蒸汽的温度和压力，系统内除管道、阀门之外，还设有压力调节装置和温度调节装置。
在汽轮机组正常运行时，轴封系统的蒸汽由系统内自行平衡。
但此时压力调节装置、温度调节装置仍然进行跟踪监视和调节。
此时，通过汽轮机高压轴封装置泄漏出来的蒸汽，分别被接到凝汽器、轴封加热器，尽可能地回收能量，确保汽轮机组的效率。
当汽轮机紧急停机时，高、中压缸的进汽阀迅速关闭。
此时，高压缸内的蒸汽压力仍然较高，而中、低压缸内的蒸汽压力接近于凝汽器内的压力。
于是，高压缸内的蒸汽将通过轴封蒸汽系统泄漏到中、低压缸内做功，造成汽轮机的超速。
汽轮机汽封蒸汽压力调节系统的探讨及优化
工 业 仪 表 与 自动 化 装 置
・８ ・ ３
汽轮机 汽封 蒸 汽 压 力调 节 系统 的探 讨及 优 化
王东升 ， 巍 ， 张 谢 涛
（ 西安 陕鼓 动 力股 份 有限公 司 自动化技 术部 ， 西安 ７ ０ ７ ） １０ ５
摘要 ： 以汽轮 机汽封 压 力调 节为 出发点 ， 阐述 了汽轮 机 汽封 的结 构 、 工作 原 理 。通 过 对 目前 普
气 沿汽封 漏人 排汽 缸 而 恶化 真 空 ， 由汽封 排 汽 管路
高速进 入容 积相 对 较 大 的腔 室 ， 流 因 突然 膨 胀 而 汽 产 生猛 烈 的漩 涡 ， 大部 分动 能随之 转化 为热 能 ， 只有
图 １ 汽轮机 的汽封结构及工作原理
小 部分 动能 以余 速通 过 下 一 个 间 隙 ， 级 重 复 上述 逐
过程 ， 过对汽 流 的节 流效 应 而起 到 密 封作 用 。如 通
遍使 用 的汽封调 节 系统工作 原理 的分析 ， 存在 的 问题 进行 了充 分探 讨 。提 出 了汽轮 机 汽封 压 力 对 调 节 系统 的优化 方案 ， 并在 现场 得 到 了成 功 应 用 ， 汽 封调 节 系统 的优 化 改进 提供 了一 个应 用 实 对
例。
关 键词 ： 汽轮 机 ； 汽封 ； 力调 节 ； 制 系统 压 控 中图分 类号 ：Ｐ ７ Ｔ２３ 文献标 志码 ： Ｂ 文章编 号 ：０ ０— ６ ２ ２ １ ） ４— ０ ３— ２ １０ ０ ８ （０ ０ ０ ０８ ０
ｍ ａｌ ｓ ｄ ｓｅ ｍ ｕ ｂｎ ｅ ｌｓ ｓｅ ， ｔ ｓｐａ ｅ ｉｓ ｉｃ ｓ ｅ ｈ ｉａ ｖ ｎ ａ ｅ ｏ ｈ ｒ ｖｏ ｓｙ ｕ ｅ ｌｙ ｕ ｅ ｔａ ｔ ｒ ｉｅ ｓ ａ ｙ ｔｍ ｈｉ ｐ ｒｆｒｔ ｄｓ ｕ ｓ ｓ ｔ ｅ ｄ ｓ ｄ ａ ｔｇ ｆｔ ｅ ｐ ｅ ｉｕ ｌ ｓ ｄ
提高汽轮机轴封系统的热效率
提高汽轮机轴封系统的热效率摘要轴封系统足汽轮机安全经济运行不可缺少的重要组成部分，轴封系统在汽轮机运行中起着重要的作用，一个完善的轴封系统既要防止级问、端汽封漏汽；又要避免动静碰磨。
本文详细的分析了200MW、300MW和600MW典型机组的轴封系统结构特点，通过找到最合理的轴封系统来提高汽轮机轴封系统的热效率。
关键词：汽轮机，轴封系统，提高效率一、课题研究现状根据近几年来现场的新型汽封陆续出现的型式，汽封可分为大间隙汽封和小问隙汽封两类。
传统的齿形汽封是大间隙汽封。
近10年来，为了提高机组的经济性和安全性，提出了一些改型的汽封，如可调汽封(布莱登汽封)，蜂窝式汽封，铁素体汽封，铜汽封等。
近几年国内出现了几种小间隙汽封，如刷子汽封、接触式王常春汽封、柔齿汽封以及弹性齿汽封，这些汽封的共同特点是汽封齿相当柔软，汽封齿安装间隙可为零，转子可自适应地摩擦出轴径轨迹所需要的汽封内椭圆，对转子表面不会有损伤。
这就使汽封漏汽间隙降到最小值，其效益非常明显。
汽轮机汽封按其装置位置的不同分为隔板汽封、叶顶汽封以及汽缸端部的汽封(轴封)。
而目前，国产汽轮机轴封系统，特别是九十年代以前的机组均未设计轴封系统蒸汽温度、压力调节站，要使汽封系统的温度和压力能够在启动，运行以及停机时均能自动调节，就必须设置温度、压力调节站，使系统达到稳定调节，大型汽轮机组的轴封系统为了达到安全、经济运行，采用全自动微电脑控制程序，取得良好的效果，但投资颇大[1]。
二、轴封结构对机组煤耗影响的分析2.1典型轴封结构特点分析汽轮机的轴封系统是汽轮机装置中不可缺少的一部分，它直接影响到整个机组的经济性。
汽轮机轴封系统的作用是在汽轮机的轴端形成蒸汽密封，防止高压部分缸内的蒸汽外漏造成轴承油内进水和蒸汽能量损失；防止真空部分外界空气顺转轴漏进汽缸。
影响机组真空和运行安全。
同时轴封回收利用系统合理的回收利用了轴封漏汽，使机组的经济性得以提高[2]。
汽轮机轴封系统演示文稿
7）开启轴封加热器水侧进、出水门；汽侧进汽门及疏水门，投 入轴封加热器运行。
第9页，共42页。
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。
第10页，共42页。
第24页，共42页。
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、开式水系统及循环 水系统已投运正常。
4)主机密封油系统、润滑油、顶轴油、盘车等已投入运行 处于盘车状态。
或汽缸进水。 12)检查并对轴加U形管注水正常。 13)确认主汽供轴封调节门、电动门关闭。 14)确认辅汽供轴封汽调阀、电动门、旁路门和冷再供轴封电动门关
闭。
15)确认轴封溢流调节门、旁路门、轴封溢流到凝汽器电动门 和轴封溢流到#8低加电动门关闭。
第26页，共42页。
16)确认后缸喷水控制阀及旁路阀关，前、后隔离阀开，后 缸喷水隔离总阀开。
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2 隔板（或静叶环）汽封
冲动式汽轮机隔板前后压差大，而隔板与主轴之间又存在着间隙，因此必定有一部分蒸汽从隔 板前通过间隙漏到隔板后面与叶轮之间的汽室里。由于这部分蒸汽不通过喷嘴，同时还会恶化 蒸汽主流的流动状态，因此形成了隔板漏汽损失。为减少该损失，必须将间隙设计的小一点， 故设有隔板汽封，通常隔板汽封间隙为0.6mm，汽封片一般较多，隔板汽封环装在隔板体内 圆的汽封槽中，汽封采用梳齿式。
本汽轮机的轴端密封采用梳齿式密封形式，高中压轴封采用高低齿结构，低压缸轴封采用 平齿汽封，分段安装在轴封盒上，固定形式与隔板汽封相同。汽封盒在安装时，也是遵循 与汽轮机中心线一致的原则，下汽封盒通过挂耳挂在下汽缸相应洼窝处，挂耳的顶部与汽 缸结合面应留一定的膨胀间隙。轴封盒底部有纵向键定位。上汽封盒与下汽封盒用销子和 螺栓固定在一起。高温区域使用的汽封片由软态铁素体制成，低温区域使用的汽封由铁素 体制成，汽封块弹簧片用铬镍铁合金制成。上汽封盒汽封块用压板固定在轴封盒内。
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；
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。
低压轴封 轴封系统（在空负荷或低负荷状态） 高中压轴封
空气
Y
X
汽机转子
汽机转子
XY
空气
TE
轴封
疏水分离器
低压轴封
加热器
（蒸汽过滤器）
减温加压器
蒸汽过滤器
轴封 加热器
安全阀
DCS
T S
低压 疏水集管
凝结水杂用母管 （减温水）
汽轮机轴封蒸汽图
轴封蒸汽母管
4 轴 封系统构成
轴封调节站、蒸汽过滤器（4个滤网）、安全门、低压轴封减温减压器、轴封加 热器、轴加风机、多级水封（轴封加热器U型管疏水装置）、相应管道以及阀门
反动式汽轮机无隔板结构，只有单只静叶环结构，静叶环内圆处 的汽封称为静叶环汽封，隔板汽封和静叶环汽封统称为静叶汽封
隔板汽封主要布置在隔板内圆面之间用来限制级与级之间漏气的汽封
隔板
3 轴端汽封
汽轮机运转时，转子高速旋转，静子固定，为了避免汽轮机动静部 分之间的碰撞与摩擦，在动静之间留有适当的径向间隙。由于汽缸 内与外界大气压力不等，就必然会使缸内蒸汽或缸外空气沿主轴与 汽缸之间径向间隙漏出或漏入，造成工质损失，恶化运行环境。漏 出蒸汽会加热轴颈或使蒸汽进入轴承室，引起油质恶化；漏入空气 又破坏真空，从而增大抽气负荷，这些将降低机组效率。为此在转 子穿过汽缸两端处都装有汽封，这种汽封称轴端汽封简称轴封。
（6）多级水密封的作用： 防止轴封加热器失水而漏入空气，影响凝结水含氧量 防止轴封加热器中的蒸汽进入凝汽器降低真空。 （主要是防止轴封
加热器失水空气和蒸汽进入凝汽器降低真空。 ）
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。
汽封的分类
根据定位形式
根据安装部位
根据结构形式
通流部分汽封 隔板汽封 轴端汽封
图片仅作参考
图片仅作参考 1-14为动叶 16和22-平衡重块 15 -平衡螺塞 17-塞销 18 和19 -围带 20 -镶件 21-转子
图片仅作参考 1-转子 2-8为动叶 9和10-平衡重块 11-塞销 12-整圈式围带 13-围带 14-拉筋
（4）轴封（汽封）加热器的作用：是维持汽封漏泄系统的压力略低于大气 压力，防止从各汽封端逸出（外溢）蒸汽以及抽取和凝结蒸汽。并利用这些 蒸汽的热能来加热主凝结水，提高了汽轮机热力系统的经济性，又分离了空 气，保证轴封系统的正常工作。 负压：-5kPa，就地表计：-10kPa 简而言之：（1）回收工质，改善车间环境；
轴端汽封是在转子两端穿过汽缸的部位设置合适的不同压力降的成组汽封
本汽轮机高中压外缸有三腔室密封，低压缸两个腔室 高中压内缸共有五个腔室，有一套压力、温度可调整的自密封系统供汽
溢流至凝汽器
主凝结水来
去低加
高低齿型轴封
过桥汽封
轴端汽封
呼热电汽轮机轴封系统为自密封系统，其压力和温度是自动控制的。两种供汽方式， 25%负荷以下用轴封母管供汽，10%负荷高压缸实现自密封，25%负荷中压缸实现自密封， 60%负荷机组实现自密封，多余的汽溢流至凝汽器。它还向给水泵汽轮机 供轴封汽源
7 正常运行调整
1 低压轴封进汽温度应维持在121℃到177℃范围内。 2 机组运行中，轴封母管压力应维持在0.021-0.031MPa之间，辅汽、冷再、 主汽处于热备用状态，过热度≥14℃。 3 定期检查轴承回油是否带水，以便分析轴封汽压力设定是否偏高。 4 检查轴封母管压力、温度在正常范围内，防止轴封带水或影响凝汽器真空。 5 监视轴加风机运行正常，轴加负压维持在-5kPa，防止轴封蒸汽外溢。 6 监视轴封加热器内水位正常。 7 当负荷在210MW以上时，检查轴封系统应在自密封控制方式，此时轴封蒸 汽母管压力由轴封溢流调节阀控制压力在0.03MPa，维持轴封压力正常。 8 执行轴加风机定期切换制度。
轴端汽封的作用
高中压轴封用来防止蒸汽漏出汽缸，以确保汽轮机有较高的效率，低压轴封用来防 止空气漏入汽缸，保证机组有尽可能高的真空，也是为了保证汽轮机组的高效率
1 防止蒸汽沿高、中压缸轴端由内向外泄漏 2 防止蒸汽窜入轴承箱使润滑油中进水 3 防止空气由外向内漏入低压缸而破坏机组的真空 4 回收工质，减少热量损失，并改善车间的运行环境条件
6 轴封系统的投运
1 检查确认辅汽（冷再）至轴封供汽（SSAFV）隔离门前压力在0.6MPa～0.8MPa，温度要求：冷 态启动时，供汽母管温度150～260℃；热、极热态启动时，供汽母管温度250～350℃。 2 启动一台轴加风机，检查轴加有微负压（-5KPa）及水位正常，投入另一台轴加风机备用。 3 确认轴封母管无压疏水门开启，微开辅汽母管到轴封供汽电动门进行暖管，开启轴封回汽门，暖 管充分后逐渐全开辅汽至轴封母管电动门。 4 打开轴封低压进汽电动门及调门，调整轴封蒸汽压力至27KPa。轴封压力正常且稳定后，关闭轴 封低压进汽母管及轴封母管各处疏水门，保持轴封高压进汽调门前疏水开启。 5 检查盘车运行正常。 6 投入轴封供汽自动运行，在轴封系统投运之后应注意以下事项： （1）检查确认辅汽联箱压力正常； （2）检查轴封系统无泄漏，汽轮机轴端无冒汽； （3）轴加风机运行正常； （4）轴封加热器壳体压力正常； （5）轴封供汽压力正常（27～30KPa）； （6）当低压轴封汽温大于177℃可投入轴封减温水装置，投用减温水装置应谨慎操作，严防汽轮机 轴封进水。投入减温水后保持低压轴封温度在121～177℃内； （7）凝汽器抽真空后，将轴封疏水切至凝汽器，检查各疏水门正常； （8）调整轴封供汽温度与高中压缸转子金属温度相适应； （9）随着负荷增加，检查各路轴封供汽压力调整门动作正常。
（1）蒸汽过滤器（4个滤网）：在汽封供 汽管路中，防止供汽管路中的杂物进入汽 轮机的轴端汽封，保证机组的安全运行
（2）安全门的动作压力值为0.3MPa
（3）减温减压器：用来降低低压汽封供汽温度，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。
低压轴封 1.3 轴封系统（在高负荷状态） 高中压轴封
空气
YX
汽机转子
汽机转子
XY
空气
TE
轴封 加热器
疏水分离器 （蒸汽过滤器）
低压轴封 减温减压器
轴封 加热器
安全阀
DCS
T S
低压 疏水集管
凝结水杂用母管 （减温水）
汽轮机轴封蒸汽图
轴封蒸汽母管
2.1 高中压轴封（在空负荷或低负荷状态）
高中压轴封
汽轮机汽封系统
一 汽封作用及其分类
汽轮机运转时，转子高速旋转，汽缸、隔板（或静叶环）等静体固定不动，因此 转子和静体之间需留有适当的间隙以免相互碰磨。然而间隙的存在（汽缸内部蒸 汽压差以及汽缸与外界大气压差）就要导致漏汽（漏气），这样不仅会降低机组 效率，还会影响机组安全运行，为此在机组内有关部位设置了各种汽封。它即保 证了动静部分有适当间隙又防止动静部分间漏汽或空气从轴端漏入汽缸真空部分
汽机内部
真空 0.03 MPa 微真空 大气
轴封环XYFra bibliotek汽机转子
来自轴封蒸汽母管 的蒸汽
蒸汽过滤器
蒸汽与空气混合物 至轴封加热器
2.2 低压轴封（在空负荷或低负荷状态）
大气
低压轴封 微真空 0.03 MPa
真空
汽机内部
Y
X
轴封环 汽机转子
蒸汽与空气混合物 至轴封加热器
蒸汽过滤器
来自轴封蒸汽母管 的蒸汽
（2）加热凝结水； （3）建立微负压，使轴封回汽通畅； （4） 防止油中进水；
汽源：（1）高、中、低压轴封以及小机轴封回 （2）高中压调门漏气 （3）除氧器运行排气至轴封加热器、
呼热电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。
（5）轴加风机的作用（射汽抽气器）：是将轴封漏气经过轴封加热器之后 的乏汽（包括混入的空气）抽走，并维持一定的负压，使轴封汽的外挡漏气 不向外冒汽，而直接加热轴封加热器里的凝结水。运行状态：一运一备，定 期切换。注意电流： 轴加风机：卧式单吸单级离心
5 启动前的检查
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，系统各阀门状态正确。 3 启动前试验完成且合格。 4 辅汽、仪用空气系统、凝结水系统、循环水系统已投运正常。 5 系统中所有热工仪表齐全、完好，指示正确，确认各调节门气源正常，仪表一、二次门打开， 液位计投入，轴加负压表投入。 6 辅汽系统运行正常。 7 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。 8 检查确认下述调节门正常：辅汽（冷再）至轴封供汽调门（SSAFV），轴封溢流调门（SPUV ）和主汽至轴封供汽调门（SSFV）。 9 确认机组盘车运行正常，且偏心度＜0.076mm。 10 高中压轴封供汽温度与转子金属温度差＜110℃。 11 轴封未投好前低压轴封减温水严禁投入，以防轴封汽带水或汽缸进水。 12 打开汽轮机轴封进汽管道疏水、小机轴封供汽管道疏水至地沟或无压放水管道疏水门。 13 确认辅汽、冷再供轴封、轴封母管溢流、低压轴封减温水门及各旁路门关闭。 14 确认A、B轴加风机电机绝缘合格后送电。