汽封系统

汽轮机汽封系统节能改造探究汽轮机汽封系统是汽轮机机组的关键部分之一，它起到了防止汽轮机内部热能和蒸汽泄漏的作用。

而汽封系统的设计和运行状态直接影响着汽轮机机组的能效和节能效果。

对汽轮机汽封系统的节能改造研究具有重要的意义。

汽轮机汽封系统主要由汽封、汽封腺体、冷却器和亚硫酸铵水系统等组成。

汽封是用于封闭汽轮机内部和外部的介质，防止泄漏和污染。

目前，常用的汽封有干气密封和湿气密封两种。

干气密封是通过给汽封腺体供气，形成一个气体密封层，实现密封效果；湿气密封则是将水蒸汽引入汽封腺体，形成水汽混合物，以减少泄漏。

传统汽轮机汽封系统存在一些问题，例如能量损失、水耗量大和噪声污染等。

为了解决这些问题，需要对汽封系统进行节能改造。

可以通过改进汽封结构和材料，提高密封效果，减少泄漏量。

可以采用温度和压力自动控制装置，实现对汽轮机汽封系统的智能化管理，提高能效。

还可以利用余热发电技术，将汽封系统中的废热转化为电能，提高能源利用率。

在汽封系统节能改造过程中，需要注意以下几点。

要确保汽封系统的安全可靠性，防止发生泄漏事故。

要根据具体的工况和运行状态，选择合适的节能措施和技术方案。

要进行系统的监测和运行参数的实时调整，及时发现和解决问题。

汽轮机汽封系统的节能改造是提高汽轮机机组能效的重要手段。

通过改进汽封结构和材料、引入智能控制装置和利用余热发电技术，可以减少能量损失、降低水耗量和噪声污染，提高汽轮机机组的节能效果。

在进行节能改造时需注意安全可靠性并根据具体情况选择合适的方法和技术。

需要进行系统的监测和实时调整，确保改造效果的实施和运作。

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。

汽机轴封系统介绍1、轴封系统的必要性汽机轴封能防止空气由大气漏入汽机或蒸汽由汽机漏入大气。

凝汽器保持真空状态时不得停止轴封蒸汽供汽。

轴封系统（低负荷或空负荷状态）轴封系统（高负荷状态）2 轴封系统的设备汽轮机轴封系统的主要设备有轴封进汽阀、轴封溢流阀、轴封冷却器、凝汽器等。

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，也是为了保证汽轮机组的效率。

3 轴封系统的运行在汽轮机组启动初期，轴封进汽阀控制轴封蒸汽母管压力，将轴封蒸汽供至高中低压缸的各段，这时轴封溢流阀基本处于关闭状态。

随着机组负荷的升高，高中压缸内的蒸汽将溢流至轴封母管中，使得轴封母管压力高于设定值，轴封进汽阀逐渐关闭，轴封溢流阀逐渐打开控制轴封母管压力，使得多余的轴封蒸汽进入凝汽器，这个阶段也叫自密封阶段。

由汽轮机无论是处于自密封状态还是非自密封状态，轴封进汽阀和轴封溢流阀都是根据轴封蒸汽母管压力来动作，轴封系统的所有工况的压力控制与温度控制都是通过轴封进汽阀和轴封溢流阀完成的。

低压轴封（低负荷或空负荷状态）（高负荷状态）高压轴封（低负荷或空负荷状态）高压轴封（高负荷状态）自密封，高压缸轴封的漏气到轴封供气母管，为低压缸供轴封用汽。

注：轴封的供汽压力根据不同的机组参数具体整定，不以图中为准为了汽轮机本部件的安全，汽轮机轴封系统除了对轴封蒸汽母管压力进行控制外，还会对轴封蒸汽母管的温度进行控制，防止轴封蒸汽母管温度过高。

在机组启动阶段，轴封蒸汽母管温度主要靠汽源的温度来控制，控制住汽源蒸汽的温度就等于控制了轴封蒸汽母管的温度。

当汽轮机进入自密封状态后，由于轴封蒸汽其实是高中压缸的漏汽，温度比汽源的温度高，所以在这个时候系统将轴封进汽阀微开，用较冷的汽源汽来冷却轴封母管的蒸汽温度。

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0.125～0.132MPa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。

1．2 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。

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。

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。

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。

汽轮机汽封节能系统优化设计摘要:汽封是汽轮机安全经济运行不可缺少的重要组成部分,汽封密封性能的优劣,对汽轮机性能有相当大的影响。

汽封的优化设计,会使汽轮机的效率得到有效提高。

关键词:围带汽封轴端汽封梳齿汽封优化节能徐州华美坑口环保热电有限公司坐落于徐州市九里区境内,是坑口环保型综合利用热电厂,机组容量为2×55MW。

发电机选用上海汽轮发电机有限公司生产的QFS60-2发电机。

汽轮机选用的是上海汽轮机厂生产C55-8.83/0.981抽凝式汽轮机机组。

汽轮机有静子和转子两大部分。

在工作时转子高速旋转,静子固定,因此转子和静子之间必须保持一定的间隙,不使相互摩擦,为了使机组安全经济的运行,在这些地方都设置轴封,也称汽缸端部汽封。

凡是在汽侧压力高于外界大气压的地方设置轴封(这些轴封可你为正压轴封),都是为了防止工质外漏。

漏汽不仅降低机组效率,而且漏汽过多,会影响运行人员、设备和仪表的正常工作。

凡是在汽侧压力低于外界大气股漏气会恶化机组的排汽真空,增加抽气器的负荷并降低机组的效率。

1 问题的提出华美热电公司汽轮机采用的是17级的多级汽轮机,汽轮机采用的传统的梳齿汽封为高低齿曲径式结构,它是由许多依次排列的汽齿和小汽室组成。

利用较多的汽封齿与轴之间较小的间隙,组成一个个的小汽室,是一定压力的蒸汽在这些汽室中逐渐降低压力,阻止蒸汽的泄露。

它有一定的控制泄露能力,结构简单,成本低。

按经典的泄露量计算公式,泄漏量与6个因素有关:汽封间隙、汽封直径、蒸汽初温、初压、汽封齿数和流量系数。

前5个参数中,压力、温度、汽封直径基本是不变的。

为了减少泄漏量,可以增加汽封齿数,但齿数增加到相当数量后,对泄漏量的影响也不大。

惟有汽封间隙的影响最大,间隙减小一半,损失就小一半。

但是如果汽封仍是刚体的话,间隙减小,汽封齿也会在和转子磨碰后很快磨损,而且还有因两个刚体碰磨带来的安全问题。

综上所述梳齿汽封存在的问题为: (1)由于密封空间尺寸的限制,梳齿迷宫级数有限。

汽封系统工作原理
汽封系统是一种用于汽车发动机的零件，其主要作用是防止发动机冷却液泄漏，并保持正常的冷却系统工作压力。

汽封系统的工作原理可以简单概括为以下几点：
1. 密封：汽封系统通过使用密封元件（例如O形圈）将发动
机冷却系统的各个部分进行密封，防止冷却液泄漏。

2. 压力控制：汽封系统通过安装冷却系统压力开关，在发动机工作时保持恰当的冷却系统工作压力。

这有助于提高冷却液的沸点，防止发动机过热，并保证冷却系统正常运行。

3. 冷却液循环：汽封系统通过连接冷却系统的进水口和出水口，以及与发动机冷却液通路相连接的管道和泵，使冷却液能够循环流动。

这有助于将热量从发动机传输到冷却液中，并通过辐射、对流和传导的方式散发到空气中。

4. 自动调节：汽封系统中的压力开关会根据冷却系统的工作状态自动调节压力，并对发动机工作温度进行监控。

当发动机温度过高或冷却系统压力异常时，系统可以自动启动相应的警报或保护措施。

总的来说，汽封系统通过密封、压力控制、冷却液循环和自动调节等方式，确保发动机冷却系统的正常运行和有效工作，保证发动机不过热，并提高了汽车的可靠性和安全性。