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1、一、汽封概念在汽轮机穿出汽缸的地方,动静部分之间的间隙设置轴封,以减少蒸汽泄漏,也称汽缸端部汽封。轴封一般分若干段,每段内有多道汽封圈,各段间有个蒸汽腔室,通过管道将漏到腔室中的蒸汽疏走或向腔室中送汽。汽轮机轴封种类有传统齿形汽封、布莱登汽封、蜂窝式汽封,这些汽封有较厚的汽封齿,汽封间隙较大,为了大幅度减少漏汽量,近期还出现几种小间隙汽封,如刷子汽封、柔齿汽封、弹性齿汽封。汽封系统主要是向主汽轮机和给水泵汽轮机的轴封提供密封蒸汽,收集汽封和汽阀门杆轴封腔的漏汽,防止漏汽溢流至大气。汽轮机盘车运行后才能启动汽封系统,否则将引起转子弯曲。
2、轴封蒸汽压力高于大气压的设正压轴封,低于大气压的设负压轴封,正压轴封防止蒸汽外漏,回收工质与热量,保证机组安全经济运行,负压轴封防止空气漏入汽缸,降低机组排汽真空,增加抽气器负荷,降低机组效率。轴封蒸汽的泄漏量直接影响汽轮机的效率,但汽封间隙也不可能无穷小,我国早期某600MW机组曾因汽封间隙过小,转子与汽封发生动静摩擦,引起机组投运初期及投运后多次碰摩振动。汽轮机轴封设计时,应考虑合理的汽封长度和间隙,汽轮机安装或大修时,也应考虑新机组制造应力释放,运转时汽封间隙会变化的因素,应按汽机厂设计值安装轴封间隙。二、汽封系统分类汽封系统主
3、要有两大类:自密封系统和利用外部汽源供给密封用汽的汽封系统。125~1000MW等级的汽轮机组多数采用自密封系统,100MW以下等级的汽轮机组有的采用外部供汽的汽封系统,也有的采用自密封系统,当高压端轴封漏汽量能满足低压端轴封供汽时,可做到自密封。自密封汽封系统工作原理:机组正常运行时,低压(缸)轴封由高中压(缸)第二段轴封漏出的蒸汽供给,达到自密封,多余的蒸汽溢流至凝汽器或低压加热器。大中型汽轮机组典型的自密封汽封系统,由轴封冷却器、两台互为备用的风机、汽封蒸汽供汽站、减温器、Y型蒸汽过滤器及管道组成。自密封汽封系统运行经济安全可靠
4、,工况适应性较好。小型机组汽封系统,由均压箱、压力控制器、轴封冷却器及管道组成,轴封冷却器微真空的维持有的采用射水抽气器,也有的采用射汽抽气器,还有的采用轴封风机。外部供汽汽封系统热耗较大,但管路简单,以小型汽轮机为主的生物质发电厂仍有采用。小型背压式汽轮机的汽封系统,无外部供汽汽源。三、实例分析下面结合工程实例,对不同等级和不同机型的汽封系统进行分析。图1为钦州燃煤电厂一期工程汽封系统图。钦州燃煤电厂1、2号机组均采用东方汽轮机厂N600-24.2/566/566型凝汽式汽轮机,两台机组于2007年7月、11月相续并网发电。自密封汽
5、封系统的三个汽封蒸汽供汽站分别来自主蒸汽、辅助蒸汽和低温再热蒸汽。机组抽真空阶段由辅助蒸汽供汽,压力维持在约0.122MPa,温度为250℃;机组冲转到低负荷阶段,由辅助蒸汽和低温再热蒸汽联合供汽,维持供汽母管压力维持在约0.122MPa;机组在25%~60%负荷时,由主蒸汽和低温再热蒸汽联合供汽,维持供汽母管压力约在0.123~0.127MPa;负荷增加至大约60%时,高中压缸轴封第二段漏汽量与低压缸轴封需要的供汽量达到平衡,形成自密封状态;当汽封供汽母管压力升至0.129MPa时,溢流阀自动打开,多余蒸汽溢流去8号低压加热器,当8
6、号低加因满水、抽汽管温度超高或其他原因停运时,蒸汽溢流去凝汽器,低负荷下,汽封排汽温度超过低加允许值时,也溢流去凝汽器。考虑转子的材料承温能力及寿命,冷态启动时防止转子反复受大温差引起热疲劳裂纹,供汽温度应控制在150~260℃,热态启动时转子温度较高,为了防止轴端冷却,出现较大负胀差,供汽温度要高一些,一般在208~375℃,极热态启动时,可采用主汽供汽。若辅汽温度超汽机厂的汽封供汽允许值,设计时应注意在辅汽站前加减温器。为了灵活可靠的控制供汽母管压力并维持压力稳定,供汽站及溢流站调门采用气动执行机构,隔断门采用电动执行机构,并纳入
7、自动化控制系统。运行中,各供汽站调阀前的电动隔断门处于开启状态,供汽管道处于热备用状态,因此,供汽站设有带节流孔板的小管径旁路。若供汽管道压力太低,必要时开供汽站旁通门,压力太高,必要时开溢流站旁通门。甩负荷时,溢流调阀关闭,由辅汽站供汽,汽机厂要求凝汽器没获零真空前,不得停运汽封系统,以免冷空气从轴封端吸入热汽缸及转子,如果短时间停机,可不破坏凝汽器真空,但需保持盘车和汽封系统运作。供汽母管设安全阀和报警装置,以防调门失灵,引起供汽母管超压。漏汽母管95kPa的微负压由轴封冷却器维持,为了保证排汽顺畅,风机必须布置于封冷却器上方,并
8、可遥控操作。如果供汽母管压力过高,或漏汽母管真空度不够,蒸汽会喷射入油环,使润滑油伴水乳化。当然,汽封间隙过大也可能引起油进水。轴封各汽源及支管母管,包括低压轴封均需要设温度测点。低压缸转子温度低于高中压缸转子,所以引向
