8汽封系统.doc

汽封系统 汽封系统的作用是：在转子伸出汽缸处，防止空气进入汽缸或蒸汽从汽缸漏出。汽封系统 的工作原理如图1所示。该系统包括： a 端汽封； b 气动供汽阀和气动溢流阀； c 安全阀和安全头； d、蒸汽滤网； e 汽封冷却器； f 管道； g 仪表。 汽封系统的供汽取自电厂辅助和冷再热 蒸汽，进汽经气动供汽阀调节后进入供汽母管，随后从供汽母管分支，经蒸汽滤网入汽封体的“X”腔室。如果供汽母管压力偏高，则气动溢流阀自动打开，将过量蒸汽放至主凝汽器。因此，汽封体“X”腔室的压力由气动供汽 阀和气动溢流阀自动调节在0.1250.132MPa的范围内。汽封体上的“Y”腔室与汽封冷却器相连，使其维持一个微真空状态。这样，汽封漏出的蒸汽全部由系统吸收，不至于使沿轴端 漏出的蒸汽至机房或进入轴承座，既保护了环境，又不会导致润滑油变质。 为防止供汽母管超压，系统中设有安全阀和安全头，并按超压值依次动作。 当在高负荷时，蒸汽则部分由高压缸汽 封流出供低压缸汽封使用。 1.1 工作原理 在汽轮机启动和低负荷时，汽封体内务 腔室的压力分布如图2(A)所示，所有汽缸的 排汽压力都低于大气压力。密封蒸汽供到“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。这样，空气也会从大气通过外部汽封片漏到“Y”腔室。因此，漏泄蒸汽和空气的混合物通过与汽封冷却器的连接管从“Y”控室抽出。 随着汽机负荷的增加，高压缸排汽压力逐渐升高。当高压缸排汽压力超过“K”腔室的压力时，汽流在汽封环内发生反向流动，这时汽封体内各腔室的压力分布如图2(B)所示。因此，对于高压缸端汽封来说，在大约大于25额定负荷时，蒸汽从“X”腔室排出，通过供汽母管，再由供汽母管流至低压汽封，如有任何过剩的蒸汽，则通过溢流阀流到主凝汽器。 12 气动调节阀 气动调节阀的结构如图3(A)所示，每个气动调节阀上都装有1个空气过滤调节器和1个压力控制器。空气过滤调节器向压力控制器提供014015MPa恒定压力的空气。压力控制器再用该空气产生一个可变输出，该输出随汽封蒸汽供汽母管上的信号压力的变化而变化。因此，气动调节阀就能在所有汽轮机运行工况下，维持汽封的密封汽压力为由压力控制器整定点所建立的压力。 每个气动调节阀的压力控制器感受供汽母管的压力。如果汽源有汽，气动供汽阀根据汽 轮机的蒸汽和负荷要求，按其整定值来维持供汽母管的压力，母管压力低于整定范围，供汽阀自动开大，高于整定范围，供汽阀自动关小。 如果高压排汽经内汽封进入“X”腔室的蒸汽量超过封住低压缸汽封所需的汽量，母管压力将会增加，气动供气阀逐渐关闭，气动溢流阀自动打开，将过剩的蒸汽泄放到凝汽器去，从而控制汽封供汽母管的蒸汽压力，为了避免气动供汽阀和气动溢流阀之间的相互干扰，故溢流阀的压力控制的整定值应比气动供汽阀的整定值高0.00350.007MPa 各整定值近似如下： 调节阀 整定值 辅助供汽阀 24.6KPa 冷再热供汽阀 28.1 KPa 溢流阀 31.7 KPa 不同供汽母管压力下各阀门状态： 汽封母管压力（表压） 辅助供汽阀 冷再热供汽阀 溢流阀 24.6 KPa 打开并调节 打开 关闭 28.1 KPa 关闭 打开并调节 关闭 31.7 KPa 关闭 关闭 打开并调节 每个气动调节阀的进出口均装有隔离阀，可将气动调节阀隔离。在辅助和溢流调节阀旁装有旁通阀，它允许汽轮机在气动调节阀维修时运行。旁通阀采用电动操纵机构，可实现遥控供汽母管的蒸汽压力。 安全阀和安全头 由于到汽封系统的供汽压力可能超过系统的设计允许压力，系统中有1只安全阀，用以释放可能由于调节阀的误动作而引起的超压。安全阀为压力直接作用下的“突开”式释放阀，其结构如图3(B)所示，它被整定在0。275MPa时开放，在079MPa时，能释放由气动供汽阀因空气完全中断而引起全开时的汽量。 作为进一步的安全措施，安全头的爆破膜片将在079MPa时破裂，释放系统中的气动供汽阀和其旁通阀，两者都以最大能力供汽而引起的过量蒸汽。安全头的结构如图3所示。 安全头爆破膜片的破裂是不可逆的。若系统压力降低，则它不能自动复原，在爆破膜片破裂后，应遮断汽轮机，以便调换膜片，并应修正系统故障。 安全阀和安全头的排汽管道由用户提供，并各自分开，管径应不小于每一装置的出汽口的尺寸，合并的管道是不允许的，因为万一1个系统发生故障，则会导致汽封供汽母管压力超出允许极限，而且也不允许有其它管道接入。 蒸汽滤网 每根到汽封的供汽管上都装有蒸汽滤网，以防止异物进入汽封而引起转子被损坏的可能，同时还为冲洗供汽管道提供方便。 蒸汽滤网呈“Y”型，如图3（D）所示，它由排放法兰、5mm冲孔钢筛网和垫片组成，在汽轮机停机期间，可拆除排放法兰，以便对筛网进行清洗。 滤网的“Y”型角应水平安装或装在管子的顶部，因此它可自行疏水。 2 汽封冷却器 21 概述 汽封冷却器的作用是维持汽封泄漏系统的压力略低于大气压力，以防止从各汽封端逸出蒸汽以及抽取和凝结蒸汽，也使得主汽阀、调节阀和再热汽阀的阀杆部分维持一个微真空，将其漏汽封住。 22 结构(如图20所示) 汽封冷却器是1种在大气压力下运行的冷却面积小的热交换装置。本汽封冷却器为单流程、卧式，全流量表面式带风机冷却器。由冷却器主体，前、后水室及抽风机等主要部件组成。进、出水室与它们各自的管板用螺栓连接，并且用密封垫片来封住漏汽和漏水。管子则在两端辘于管板上。同时配备两台风机。 1台运行，1台备用。排风机进口处装有碟阀，它在一定范围内可以调节真空的高低。排风机壳体的疏水任何时候都应敞开排污，通过合适的密封弯头排出凝结水。 23 运行与维护 (1)运行 汽封冷却器在启动时应先逐渐开启进水阀，使冷却器水侧充满水，同时打开水室顶部的放气阀，放净前、后水室内的积存空气。运行时，应监视汽侧水位的变化，以防止由于疏水不畅或钢管的泄漏而造成汽侧满水事故。 (2)维护 为了清洗或检查管子各端部，必须拆除二端水室，在汽封冷却器不使用时，建议将汽封冷却器管侧的水疏去并彻底干燥。 如果上述方法并不切实可行，而且水必须仍然与管子接触，那么必须打开循环，并定期换水，以使因有害污染物质集积而引起的腐蚀减至最小，决不应该积滞死水。 当汽封冷却器泄漏时，如属胀管处不严密，则需要重新胀管，如属钢管损坏，则需要在两端将钢管堵塞，直到对它进行更换的合适时机到来，堵死的管子数不得超过管子总数的10。 对外接口表 符号 用途 数量 a 凝结水出口 1 b 凝结水出口 1 c 阀门阀杆漏汽进口 1 d 汽封漏汽进口 1 e 疏水口 1 f 水室放气口 2 g 水室放气口 2 h 压力表接口 1 i 空气出口 2 j 风机排污 2 系统运行（以下为说明书所述运行方式） 3.1 启动准备 3.1.1 关闭各压力调节站，接通供汽汽源，调节站前供汽管道暖至过热温度。 3.1.2 确认系统仪器仪表正常。 3.1.3 确信汽轮机盘车已投入。 3.1.4 凝结水再循环已建立。 3.1.5 打开各压力调节阀及温度调节阀前后的手动和电动截止阀。 3.1.6 接通调节阀供气气源，以及相应的供电电源。 3.1.7 开启轴封加热器冷却水(凝结水)管路手动闸阀，轴封加热器投入运行。 3.1.8 开启轴封风机，开启风机进气管路手动蝶阀，风机正常投入(只投一台，另一台备用)，轴封回汽管路维持负压，压力调整至约9599kPa。 3.2 启动 3.2.1 冷态启动 3.2.1.1 辅助汽源站调节阀前辅助汽源参数应符合下述规定: a) 供汽温度 210250。 b) 供汽压力 0.61.0Mpa。 3.2.1.2 确认溢流站调节阀关闭后，开启辅助汽源供汽站供汽管路上的电动截止阀，供 汽系统正常投入，并按下述步骤自动运行: 1） 盘车、冲转及低负荷阶段 轴封供汽来自辅助汽源，供汽母管压力维持在0.124MPa。 2） 25%负荷到60%负荷阶段 当机组负荷升至25%额定负荷时，此时再热冷段已能满足全部轴封供汽要求，供汽由再热冷段提供，并自动维持供汽母管压力0.127MPa。 3） 60%以上负荷阶段 当负荷增至60%以上时，高中压缸轴端漏入供汽母管的蒸汽量超过低压缸轴端轴封所需的供汽量。此时，蒸汽母管压力升至0.130MPa，所有供汽站的调节阀自动关闭，溢流站调节阀自动打开，将多余的蒸汽通过溢流控制站排至凝汽器。至此，轴封系统进入自密封状态，轴封母管压力维持在0.13MPa，正常运行时应关闭再热冷段管路上电动截止阀。 3.3 事故调整 3.3.1 为了防止系统发生供汽超压事故，在供汽母管上设置了整定压力为0.275MPa的弹簧式安全阀。为保证安全运行，安全头的爆破膜将在0.79MPa时爆破。 3.3.2 轴封回汽压力调整 如果系统在运行过程中发现汽缸轴端漏汽，可以通过调节轴封风机的风门来保证轴封回汽腔室维持一定负压，约9599kPa。 3.3.3 当供汽站和溢流站调节阀故障时，可利用调节阀手轮及旁路阀对系统进行操作。 3.3.4 在非正常工况情况下，如供汽调节阀旁路通道被开启，或供汽站调节阀处于开启状态，从而导致超过需要的蒸汽经供汽站进入供汽母管，不论哪一种情况，溢流调节阀将自动打开，如果溢流调节阀同时也发生故障，可打开溢流站旁路上的电动闸阀。 3.4 系统停运 3.4.1 确信汽轮机处于停机盘车阶段。 3.4.2 切断全部供汽管路电动截止阀。 3.4.3 切断减温站进水口手动阀及旁路手动阀。 3.4.4 切断轴封调节阀压缩空气气源、电源。 3.4.5 确信所有疏水点畅通。 关于系统运行的一些看法和建议 1.轴封系统的运行主要考虑的是轴封蒸汽温度与轴封区域金属温度是否匹配的问题轴封蒸汽的温度及品质是影响轴封效果的主要因素轴封汽温必须要保证一定的过热度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如果温度过低，胀差将减小或产生负胀差，同时蒸汽在进入轴封腔室后会凝结成水，不能起到轴封的效果，还反而会造成轴封各齿封片的损坏汽温过高，对主机的差胀，热应力都会造成很大的影响，危及主机的安全运行 2.我厂5、6号机的轴封汽源取自辅汽联箱，其参数为压力.a，温度为320冷态启动时，汽轮机高中压缸排汽端轴封金属温度上升是一个缓慢的过程，机组在大约负荷时高中压缸将都达到自密封，辅汽供轴封用汽在启动至达到自密封过程中始终能满足轴封供汽的要求，本机组冷态启动冷再在25%负荷时压力约为1Mpa，温度约290，60%时压力约为2Mpa，温度约295。冷再供轴封在这里主要用来满足低压缸轴封的需要，因为高中压轴封漏汽在此时可以满足自密封的要求，但不足以供给低压缸用汽。低压缸轴封用轴封汽减温后需要的温度为121177，此时用辅汽供轴封汽也可满足低压缸轴封用汽，因此在冷态启动时可采用辅汽一路直接供直至轴封系统达到自密封 表 0-1-2 故 障 故 障 原 因 故 障 简 单 处 理 措 施 轴封供汽母管压力偏高 1 供汽调节阀关闭不严。 2 外界汽源进入系统。 3 轴封处不明泄漏点。 1 检查调节阀控制信号，核查阀门的严密性。确认不严密后，通知制造厂或配套厂。2 查明外界汽源，并切断外界汽源。 3 查找轴封附近的泄漏点。 轴封处冒汽 1 轴封风机出口门关闭。 2 轴封加热器冷却水量偏小。 3 汽-气混合物回汽管路布置不合理。 4 汽-气混合物低位点疏水不畅。 1 开启轴封风机出口阀门。 2