汽轮机轴封系统

汽轮机轴封系统

汽轮机的高、中压缸两端，主轴穿出汽缸处，蒸汽会向外泄漏，降低汽轮机的效率；同时，在汽轮机的低压缸两端，因汽缸内的压力低于大气压力，在主轴穿出汽缸处，会有空气漏入汽缸，使机组真空恶化，并增大真空泵的负担。因此，在汽轮机的汽缸两端，均装设轴端汽封，以减少蒸汽漏出和空气漏入汽轮机。

不过，漏汽（气）现象仍不可能完全消除。为彻底消除这种漏汽（气）现象，防止蒸汽沿高、中压缸轴端向外泄漏，甚至窜入轴承箱导致润滑油进水，并防止空气漏入低压缸而破坏机组的真空，以保证机组的正常启停和运行以及回收轴封和阀杆漏汽并利用其热量，从而减少系统的工质和能量损失，汽轮机设置轴封供汽及抽汽系统。

汽轮机的轴封系统是由汽轮机的轴端汽封和有关附属设备，加上与之相连接的管道和阀门组成。不同型式的汽轮机组的轴封系统各不相同，大型机组一般都采用具有自动调节装置的闭式轴封系统。按轴封系统的供汽方式，大致可分为外来汽源供汽和自密封供汽两种形式。600MW超临界机组采用的是自密封轴封系统。

自密封轴封系统是指在机组正常运行时，有高、中压缸轴端汽封的漏汽经喷水减温后作为低压轴端汽封供汽的汽轮机轴封系统。多余漏汽经溢流站溢流至低压加热器或凝汽器。在机组启动或低负荷运行期间，轴封供汽由辅助汽源提供。这样，轴封系统从机组启动到满负荷运行的全过程均能按汽轮机轴封供汽要求自动进行切换，实现轴封系统的自身平衡和密封要求。自密封轴封系统具有结构简单、安全可靠、工况适应性好、消耗蒸汽量小、运行经济等特点。

一、系统的组成

典型的600MW超临界机组的轴封蒸汽系统见图3-10，系统由轴端汽封、轴封供汽压力调节站、轴封供汽母管、喷水减温器、轴封漏汽和门杆漏汽管道、轴封加热器以及上述管道和设备的疏水管道等组成。

1、轴封供汽压力调节站

轴封供汽母管向各轴封提供压力稳定的密封用蒸汽。在汽轮机的所有运行工况下，供汽母管的压力都是由轴封供汽压力调节站自动控制的。轴封供汽压力调节站包括高压供汽调节站、辅助汽源供汽调节站和溢流调节站等三个调节站。每个压力调节站都是由压力调节阀及其前后的截止阀（前为电动阀，后为手动阀），以及与这三个阀门并联的旁路阀所组成。轴封系统中的所有调节阀的执行机构均为气动执行机构，采用基地式控制。

高压供汽调节站的汽源来自主蒸汽，作为机组甩负荷时的备用汽源。在机组启动前，主蒸汽的压力和流量并不适合轴封系统的要求，因此在辅助汽源供汽站前选用两种汽源供汽，分别是再热蒸汽冷段和辅助蒸汽系统。在机组启动或低负荷运行时，由辅助汽源提供的蒸汽经辅助汽源供汽调节阀，进入轴封系统。辅助汽源供汽站前的两路蒸汽管道上均设置电动截止阀和逆止阀，以防止启动初期，高压蒸汽自轴封供汽母管倒入再热冷段和辅助蒸汽系统。

在高、中压缸内腔漏汽压力满足低压缸轴封用汽要求时，高压供汽调节阀和辅助汽源供汽调节阀自动关闭，由高、中压缸内腔漏汽向低压缸供汽，达到完全自密封。这时，溢流调节站自动开启，由溢流调节阀控制供汽压力，将多余的蒸汽通过气动调节阀排入凝汽器。

2、喷水减温器

为了汽轮机本体部件的安全，对轴封供汽的参数有一定要求。如果供汽温度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，这种热应力将加剧汽轮机部件寿命损耗，同时造成汽轮机动、静部分的相对膨胀失调，损坏汽封

片和转子轴颈，直接影响汽轮机组的安全。一般来说，对于高、中压缸，轴封供汽温度的合适范围是208～260℃；低压缸轴封的供汽温度应在150℃。

因此，轴封供汽母管向高、低压端轴封供汽的管道上均设置喷水减温器，在汽轮机运行的各种工况下调节供汽温度，将向轴封供汽的温度控制在合适范围。减温水来自主凝结水，由凝结水精处理装置后引出。

3、轴封加热器

轴封系统应控制系统压力略低于大气压力，从而防止蒸汽从汽轮机轴端漏出。这主要是通过轴封加热器来实现的。

轴封系统设置一台轴封加热器和两台轴封风机（一台运行，一台备用）。轴封加热器是一种管式表面式加热器，其冷却水来自凝结水泵出口，在管内流动，吸热后去＃1低压加热器；汽－气混合物在壳侧流动。汽轮机各汽缸的轴封漏汽引出后，汇集成一根总管，引入轴封加热器，被漏汽为凝结水后，经U形水封排至凝汽器。向汽轮机轴封供汽时，轴封加热器应立即投入运行，并有足够的冷却水量，以冷却轴封漏汽。