600MW机组轴封、真空系统

1、600mvwl组轴封、真空系统施晶一、真空系统在火电厂蒸汽动力循环中，降低汽轮机排汽终参数（排汽压力、排汽温度）是提高机组循环热效率的措施之一，最常用和最有效的方法是设置凝汽器，让汽轮机的排汽排入凝汽器中，并用循环水来冷却，使其凝结成水。蒸汽在凝结时，体积急剧减小，因而凝汽器内会形成高度真空。为使凝汽器能正常工作，用真空泵不断地将漏入凝汽器中的空气抽走。以免漏入的空气积聚，使凝汽器的压力升高，同时避免漏入的空气影响传热效果。 （凝汽器实际能达到的排汽温度tc=twi + at+ st=进入凝汽器的冷却水温度+ 循环水温升+凝汽器的端差）故汽轮机启动冲转前，需要在汽轮机的汽缸内和凝汽器中建立一定

2、的真空度。在正常运行时也需要不停地将通过不同途径漏入汽轮机真空系统中的不凝结气体连续不断的抽出。以便维持凝汽器中的真空度，使机组一直保持高效率运行。真空系统的作用：1） 、在机组启动初期建立凝汽器真空；2） 、在机组正常运行中保持凝汽器真空，确保机组安全经济运行。真空系统的流程：凝汽器中真空的形成主要原因是汽轮机的排汽被冷却凝结成水，其比容急剧减少。如蒸汽在绝对压力4kpa时蒸汽体积比水大3万多倍，当排汽凝结成 水，体积大为缩小，就在凝汽器中形成了高度真空。凝汽器内真空的形成和 维持必须具备三个条件：1）、凝汽器钛管必须通过一定冷却水量；2）、凝结水泵必须不断地把凝结水抽走，避免凝汽器热井水位

3、升高，影响蒸汽的凝结；3）、真空泵必须不断地把漏入的空气和排汽中的其它不凝结气体抽走。凝汽设备在运行中必须从各方面采取措施以获得良好的真空。但是真空的提高并非越高越好，而是有一个极限。这个真空的极限由汽轮机最后一级叶 片出口截面的膨胀极限所决定。当通过汽轮机最后一级叶片的蒸汽已达膨胀 极限时，如果继续提高真空不仅不能获得经济效益反而会降低经济效益。 凝汽器的极限真空和最佳真空极限真空：当凝汽器真空提高时，汽轮机的可用给将受到汽轮机末级叶 片蒸汽膨胀能力的限制。当蒸汽在末级叶片中膨胀达到最大值时，与之相对 应的真空叫极限真空。最佳真空是指超过该真空值再提高真空所消耗的电力大于提高真空后汽 轮机多

4、做功所获得的经济效益时的真空。汽轮机真空下降的原因大概有：1) 、真空系统不严密有泄漏；2) 、凝汽器水位过高；3) 、循环水量少或中断；4) 、真空泵故障效率降低；5) 、轴封供汽压力低或中断。汽轮机真空下降的危害：1) 、汽轮机排汽压力升高，可用焓降减小，不经济，同时使机组出力降低；2) 、汽轮机排汽温度上升，排汽缸及轴承座受热膨胀，可能引起中心变化，产生振动；3) 、汽轮机排汽温度过高可能引起凝汽器钛管松弛，影响真空系统的严密性；4) 、可能使纯冲动式汽轮机轴向推力增大；5) 、真空下降使排汽的容积流量减小，对末几级叶片工作不利，末级要产生脱流及旋流，同时还会在叶片的某一部位产生较大的激

5、振力，有可能损坏叶片，造成事故。二、水环真空泵我厂所采用的抽汽设备是水环式真空泵，这种泵主要用来抽真空及输送气体介质，它既可作为压缩机又可作为真空泵。水环泵工作之前需要在泵内灌注一定量的水，这一定量的水是水环泵正常工作不可缺少的。它起着传递能量的媒介作用，被称为工作介质或工作液体，工作介质通常用水，所以称之为水环泵。其工作原理如下：由于叶轮偏心装在壳体中，随着叶轮的旋转，工作介质在壳体内形成液环，它的容积也是不断由小变大，再由大变小。当在壳体的适当位置上开设吸气口和排气口，在小空间的容积由小变大的过程中，使之与吸气管相通，就会不断地吸入气体。当这个空间由大变小时，使它密封，这样吸进来的气体随着

6、空间容积的缩小而被压缩。气体被压缩到一定程度，亦即小空间的容积减小到一定程度，使它和排气管相通，即可排出已被压缩了的气体。水环泵也就完成吸气、压缩和排气这三个连续过程。在吸气区，工作介质在叶轮推动下获得圆周速度，并从叶轮中流出，同时从吸气口吸入气体；在压缩区，工作介质速度下降，同时进入叶轮中，压力上升，气体被压缩。由此可见，在整个工作过程中，工作介质起着传递能量的作用。随着气体的排出，同时也夹带一部分液体被排出，所以必须在吸气口补充一定量的水，使水环保持恒定的体积。并借以带走热量，起冷却作用。水环泵工作时，叶片搅动液体而产生很大的能量损失，称为水力损失，损失的能量几乎等于压缩气体所耗之功。因此

7、，水环泵效率很低（ 3040%） 。这种真空泵的特点是：结构简单，不需要吸、排气阀，工作平稳可靠，气量均匀，缺点是效率低。真空泵工作时，必须不断地供应冷却水，以便充灌液环，并带走由于气体压缩而产生的热量。由于一部分水与气体一起离开真空泵，这部分水在气水分离器分离后，可以继续使用。三、 真空破坏门及真空严密性试验真空破坏门a、b位于汽机运转层，真空破坏门 a在汽机中压缸与低压缸1 之间， 真空破坏门 b 位于低压缸1 与低压缸 2 之间。 为了真空系统的严密性真空破坏门门杆采用水密封，密封水来自凝结水。真空破坏门真空破坏门受dcs空制也接受值班员手动开关信号，但真空破坏门的开关受到逻辑条件的限制

8、，当汽轮机脱扣、汽轮机转速）1500rpm凝汽器背压 20kpa三个条件同时满足时，真空破坏门自动开启；当汽轮机转速1500rpm、凝汽器背压15kpa 二个条件任一满足时，真空破坏门自动关闭。如值班员需手动操作，必须在开关真空破坏门的同时将其闭锁，否则真空破坏门将按照自动控制逻辑执行动作。真空严密性试验1、真空严密试验每月进行一次，汽机检修前、后各进行一次。2、真空严密性试验由值长批准，机组值班员监护，巡操员执行操作。3、真空严密性试验要求：负荷350600mw运行工况稳定，各参数正常，凝汽器压力 5kpa。真空严密性试验步骤1、记录试验前的凝汽器真空、大气压力和排汽温度等参数。2、运行人员

9、到现场，手动关闭凝汽器a/b侧抽气门td070a/b,从阀门全关开始记录。3、每分钟记录一次凝汽器背压和排汽温度。4、 10 分钟后，手动开启td070a/b。5、将10 分钟记录的数据相加，取平均值，其真空下降值应低于标准值，每分钟 0.15kpa。真空严密性试验注意事项1、试验时必须做好分工，现场 td070a/b处应有人准备好，需要时快速打 开阀门。2、试验过程中，如发现真空下降较快，降到 15kpa时，应立即手动开启 td070a/b,中止试验，查找真空急剧下降的原因，消除后方可以再次试验。3、试验中应严密监视机组运行工况，发现异常立即停止试验。4、试验过程中备用泵不应自启动，如备用真

10、空泵自启动，试验不能进行下去，应先校验备用泵自启动定值。四、有关控制逻辑真空泵自动跳闸：真空泵可温腼鹿高胃55100 c真空泵前轴承温度高100 c真空泵跳闸真空泵后轴承温度高 100 c真空泵进口工作液温度高60 c分离器水位低550mm功能组off信号备用真空泵自启动:凝汽器背压 25kpa-凝汽器启动抽气门（dt07。关闭凝汽器背压升到25kpa汽机自动减负荷，背压升到40kpa,负荷减到零。凝汽器背压50kpa-汽轮机脱扣凝汽器背压70kpa-给泵a/b脱扣、低旁将脱扣辅汽压力10bar辆汽温度225 c冷再压力v 16bar汽轮机转速3rpm功能组on彳乃*轴封辅汽进汽门（gs003

11、）轴封辅汽进汽门（gs003）关功能组关指令功能组开指令冷再母管压力13bar轴封冷再进汽门（gs001）开冷再母管压力v 13bar轴封冷再进汽门（gs001）关五、轴封系统再热蒸轴封蒸汽系统组成：轴封蒸汽是用于对汽轮机转子轴颈及主蒸汽、汽阀门门杆的密封。对高压区域而言：是为了防止高温、高压蒸汽泄漏以及造成热损失和对厂房的污染。对负压区域而言，则为了防止空气漏入，影响凝汽器的真空。因此在汽轮机抽真空时，必须先投入轴封系统，而在真空未破坏的情况下轴封蒸汽是不能中断的。机组停机时先破坏真空，等真空到零或 接近零时再停轴封汽。轴封系统的作用：1、 防止汽缸内蒸汽和门杆漏汽向外泄漏， 污染汽机房环境

12、和轴承润滑油油质。2、 防止机组正常运行期间，高温蒸汽流过汽轮机大轴，使其受热从而引起轴承超温。3、 防止空气漏入汽缸的真空部分。在机组启动及正常运行期间，保证凝汽器的抽真空效果及真空度。 在汽轮机停机及凝汽器需要维持真空的整个热态停机过程中，防止空气漏入汽轮机，加速汽轮机内部冷却，造成大轴弯曲。轴封系统的流程：我厂轴封蒸汽有三路汽源，一路来自辅助蒸汽系统，作为机组启动时汽 源。一路来自自身汽；当机组负荷较高时，高压主汽门门杆漏汽将倒入轴封 系统母管。由于轴封蒸汽的压力很低，高负荷时，高压主汽门门杆漏汽基本 可满足轴封需要。因而机组在高负荷运行时，轴封蒸汽压力调整门通常处于 关闭位置。另一路来

13、自冷段再热蒸汽系统，冷再汽作为正常运行汽源，经过 减压后，通过轴封汽进汽压力调整门送到轴封蒸汽母管。轴封蒸汽母管分为 两段，高温段和经过喷水减温的低温段。高、中压缸轴封用高温轴封汽；两 个低压缸和两个给泵汽轮机用低温轴封汽。机组正常运行时，由于来自冷段再热蒸汽和高压门杆漏气的温度较高，直接用作低压缸轴封蒸汽，有可能造成排汽缸温度过高，我厂轴封蒸 汽母管上装有喷水冷却器，轴封系统温度调节由凝结水系统通过轴封减温水隔绝阀到轴封减温水调门，控制轴封汽温度为 150，同时轴封汽温度不能过低， 否则如温度低于轴封汽压力下饱和温度， 这会造成轴封汽带水，引起润滑油油中带水等一系列危害，因此轴封汽温度应有5

14、0 过热度，所以要保证轴封蒸汽温度维持在150。汽轮机本体轴封及给泵汽轮机轴封：1、 高压缸轴封汽轮机高压缸在正常运行工况下，大轴周围的空间均为正压，汽封的目的是防止高温蒸汽沿轴端向外泄漏。高压缸轴封正常运行时用高温段轴封汽及高压主汽门门杆漏汽，轴封内侧泄漏出来的蒸汽汇合成一根总管接至五级抽汽管上。轴封外侧泄漏出来的蒸汽汇合成一根总管接至轴封排汽母管，轴封排汽母管接至轴封加热器。2、 中压缸轴封汽轮机中压缸在正常运行工况下，缸内处于正压状态。在机组启动抽真空期间，处于真空状态。因而中压缸的轴封蒸汽起压力密封和真空密封的作用。中压缸轴封正常运行时用高温段轴封汽，轴封外侧泄漏出来的蒸汽汇合成一根总

15、管接至轴封排汽母管，轴封排汽母管接至轴封加热器。3、 低压缸轴封在各种工况下，两个低压缸内部均处于真空状态。汽封是防止空气漏入破坏真空的。低压缸轴封正常运行时用低温段轴封汽，轴封外侧泄漏出来的蒸汽汇合成一根总管接至轴封排汽母管，轴封排汽母管接至轴封加热器。4、 给泵汽轮机轴封在正常工况下，给泵汽轮机a、b 内部均处于真空状态。汽封是防止空气漏入破坏真空的。低压缸轴封正常运行时用低温段轴封汽，轴封外侧泄漏出来的蒸汽汇合成一根总管接至轴封排汽母管，轴封排汽母管接至轴封加热器。汽轮机在运行中轴封汽是不能中断的， 正常运行时使用冷再蒸汽。 机组起动前由于冷再汽尚不能满足轴封蒸汽的要求，而使用辅助蒸汽，

16、辅汽同时也作为轴封汽的备用汽源。轴封辅汽进汽门前有一个带液位开关的气控疏水伐（ gs005） ，机组正常运行时该路汽源在一直停用，当机组运行需要辅汽作为轴封汽源时，开启疏水伐（gs005） ，使该路汽源处于热备用状态。轴封蒸汽的用户除了以上主汽轮机高压缸、 中压缸及低压缸的各轴颈、 给泵汽轮机a、b各轴颈外还有高压调门、中压主汽门及调门、低压旁路隔绝门和低压旁路调整门的门杆汽封。其中高压调门、中压主汽门及调门、低压旁路隔绝门和低压旁路调整门的门杆汽封来自轴封汽母管高温段，高压调门、中压主汽门及调门门杆汽封回汽接至轴封汽排汽母管，低压旁路隔绝门和低压旁路调整门的门杆汽封回汽接至凝汽器。另外，给泵

17、小汽机五抽进汽逆止门、三抽进汽逆止门、四抽进汽逆止门、五抽进汽逆止门的门杆漏汽分别接至轴封汽排汽母管。汽轮机运行中必然要有一部分蒸汽从轴端漏向大气， 造成工质和热量的损失，同时也影响汽轮发电机的工作环境，若调整不当而使漏气过大，还将使靠近轴封处的轴承温度升高或使轴承润滑油中进水。为了避免以上问题，在各类机组中，都设置了轴封加热器，使部分从轴端漏出的蒸汽通过管道回收至轴封汽排汽母管，然后进入轴封加热器轴封加热器，这样就可以回收利用汽轮机的轴端漏气。轴封加热器用主凝结水将轴封排汽冷却回收，冷凝后的轴封汽送入凝汽器回收。轴加风机使得轴封加热器的汽侧形成负压，有利于将轴封排汽引入轴封加热，同时还将不凝

18、结的气体排入大气，提高轴封加热器的冷却效果。当两台轴加风机同时运行时，即使轴封加热器断水，仍可维持轴封系统运行。在轴封母管的末端有一个轴封汽排汽阀， 该阀和轴封汽进汽压力调整门原来是 dcs 自动控制的，现在由于轴封汽压力调节性能不好，改为运行人员手动控制，这二个阀门用一个控制器控制。轴封汽排汽阀的排汽排放到 #1 号低压加热器的抽汽管，去加热主凝结水。六、轴封系统的特点1、我厂是超临界参数机组，进入高压缸的蒸汽压力很高，这势必造成从高压缸轴颈漏出蒸汽的量和参数都较高。要做到理想的轴封，只能增加轴封齿数或提高轴封蒸汽的压力，这两个措施都会带来一些不利的影响。我厂轴封系统采用将高压缸近机头端参数

19、较高的漏汽回收送到第 5 级抽汽管的方法。这样既回收了漏汽的热量及工质，又有利于缩短高压转子的长度。2、主汽轮机、给泵汽轮机a、 b 共用轴封、真空系统。在给泵汽机轴封汽的进出管上各装一个电动隔绝门。使得主机运行时，可将任一台故障给泵汽机完全隔绝，有利于机组运行中隔绝检修。3、轴封加热器的疏水采用带液位开关的疏水控制阀。这样既可保证疏水u型管中保持足够高度的水封，又可顺利地将疏水送至凝汽器回收。七、轴封、真空系统的投停及注意事项主汽轮机、给泵汽轮机a、给泵?轮机b都有各自的轴封功能组。投、停时一般用功能组操作。启动时的操作顺序：送轴封拉真空投用前的准备1、确认有关联锁、保护均校验正常。2、确认

20、凝结水等系统投运正常，主机、给泵a/b盘车已投入。3、机组正常起动，主机和给泵汽轮机同时投用轴封、真空系统。4、轴封、真空系统按检查卡检查操作完毕。轴封汽的投用1、真空泵启动前应先投用汽轮机轴封汽。2、缓慢开启辅汽至轴封汽手动隔绝门，进行暖管。3、当辅汽进汽压力、温度达到12bar 、 225，用功能组或手动启动轴封汽系统，检查轴封辅汽进汽门（gs003）开足，一台轴加风机启动，轴封汽疏水正常。4、投入轴封汽后，确认轴封汽压力调节和轴封汽排汽门动作正常，轴封母管压力维持在108kpa， 轴封压力控制器*lk-gs301 的输出不是常规的out，而是set,指令同时控制轴封压力调整门和轴封汽排汽

21、门，当 set的输出为-5%到105%轴封压力调整门的开度指令为-5%到105%当set的输出为-105%到 30%，轴封汽排汽门的开度指令为105%到-0.5% 。确认减温水调节正常，轴封减温器后温度在150 c。确认轴封加热器真空维持在100150mm水柱。5、检查轴加风机运行稳定，声音、温度、振动等均正常。6、注意轴加真空在100mm2o左右，轴加水位浮球自动调节正常。7、轴封汽投用后，应注意凝水流量必须大于400t/h ，否则应通过除氧器溢流确保凝水流量大于400t/h。8、 当冷段再热进汽压力达14bar 以上， 检查轴封泠段进汽门 （gs001） 自动开启，辅汽进汽门 （gs003

22、） 自动关闭，轴封汽自动切至冷段进汽，或进行手动切换。汽轮机复置后、冲转前必须将轴封汽源切至冷段进汽。9、 注意轴封汽汽源必须有约20的过热度。10、轴封汽压力调节失灵导致跌真空时，运行人员应迅速到现场将轴封汽压力调整门、轴封汽排汽门 （主要 ） 切手操调节，防止凝汽器快速跌真空。真空泵的启动1、确认真空泵启动许可条件均满足，汽轮机轴封汽已投运。2、用功能组启动真空泵，检查第一台真空泵启动后30秒，第二台真空泵自启动。3、真空泵启动后，检查其启动电流和返回时间正常，电流不超限。4、真空泵启动后，检查其进口隔绝门和电磁阀自动开足，若进口电磁阀未打开，立即停泵。5、当凝汽器背压小于25kp诟，关闭

23、凝汽器启动抽气门（dt071）,并根据情 况，停用一台真空泵，作备用。6、 当真空泵停用作备用或检修，应检查其进口隔绝门关闭并就地手操关紧。真空泵的运行监视1、泵组在运行中若有明显的不正常异声，振动明显增大，应立即启动备用真空泵，停用原运行泵。2、真空泵电流不超限。3、真空泵电动机轴承温度 90c,线圈温度 150c,真空泵工作液进口温度（即冷却器出口温度）50c。若温度超过限额，真空泵应自停，备用泵自启动，自动未停，立即手动启动备用真空泵，停用原运行泵。4、真空泵分离器水位浮球自动调节正常，水位在800mme右，注意水位不高于1050mm不低于600mm若水位低于550mm真空泵应自停，备用

24、泵自 启动，自动未停，立即手动启动备用真空泵，停用原运行泵。5、真空泵齿轮箱油位正常，齿轮箱温度不过高。机组停用时的操作是：先破坏真空后停轴封汽。a、待锅炉泄压结束，确认高、低压旁路阀自动关闭。无热汽、热水排至凝汽器，用功能组停用真空泵，检查真空泵停止，检查其进口隔绝门和进口电磁阀自动关闭，手动打开真空破坏门 a b并闭锁，破坏真空到零。b.真空 到零后，关闭轴封汽冷段进汽门（gs001）和辅汽进门（gs003）,停用轴加风机。 也可用轴封功能组停。c. 保持汽机在盘车状态。八、真空系统故障处理凝汽器真空降低的现象：1、crtw汽器背压指示上升。2、btg& ”凝汽器背压 10kpa”光字牌报

25、警。3、凝汽器排汽温度上升。4、凝结水温度上升。5、就地凝汽器真空表指示下降。发现凝汽器真空降低，应立即检查：1、真空泵运行正常，其电流、工作液温度、轴承温度、进口压力、分离器水位等参数正常。若真空泵分离器水位过高，应开启其放水门放到正常水位。2、备用真空泵进口电动门关闭严密。3、 汽机大气扩容箱水位调节正常， 水位过低， 确认水位调整门及隔绝门关闭。4、汽机轴封汽压力、温度正常，轴封汽压力调整门、轴封汽排汽门、轴封汽减温调整门调节正常。5、轴封加热器运行正常，其疏水调节正常，无漏真空现象。6、凝汽器水位调节正常，凝汽器不满水，钛管无泄漏。7、凝汽器循环水运行正常，凝汽器循环水量、循环水出水真

26、空及循环水泵运行正常。8、锅炉炉水回收箱水位正常，如水位过低，确认通往凝汽器的炉水回收泵出口总门bd004关闭。9、现场真空系统无大量泄漏。10、汽机真空破坏门关闭严密，真空破坏门水封正常。11、主机、小机排汽隔膜无破裂、无泄漏。凝汽器真空降低的处理：1、 发现凝汽器真空降低， 应立即检查确认以上一些主要环节， 迅速找出原因，加以消除，使凝汽器真空恢复。2、如不能很快找出原因，或凝汽器真空下降很快，应尽快采取以下措施。3、凝汽器背压升到25kpq tt52开始从100谁负荷，背压升到40kp2负荷 减到零，否则，应手动减负荷至零。4、凝汽器背压升到25kpa备用真空泵应自启动，否则，应手动启动

27、备用泵。5、凝汽器背压升到50kpq主汽轮机应自动脱扣，否则，应手动紧急脱扣。6、凝汽器背压升到70kpq给泵a/b应自动脱扣，否则，应手动紧急脱扣7、汽机脱扣后，仍应尽量保持真空，以使低旁能正常开启进行锅炉泄压，如汽机脱扣后，背压继续上升，真空继续下降，背压到 70kpa低旁将脱扣。此时，禁止向凝汽器排热汽、热水。8、如两台循泵脱扣，或循环水确已中断，应立即脱扣汽机同时关闭凝汽器循环水出口门，以防汽机排汽隔膜破裂。九、真空系统故障实例2005年11月19日夜班，2时38分，1号机负荷320mw寸，btg盘“凝汽器背压10kp&报警（当时无任何操作），1号机组值班员检查 crt*空值快速下跌， 立即汇报值长、 紧急启动备用真空泵1a， 同时在 crt“ dt”画面上观察到凝汽器大气扩容箱水位为-56mm， 1 号机凝汽器大气扩容箱疏水调整门1td002已在关闭状态，凝汽器大气扩容箱疏水隔绝门