汽轮机汽封系统

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。

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。

一、轴封蒸汽系统的组成和作用 ............................. 错误!未定义书签。

（一）轴封蒸汽系统的主要功能 ........................... 错误!未定义书签。

（二）轴封系统介绍 ..................................... 错误!未定义书签。

（三）轴封结构......................................... 错误!未定义书签。

（四）系统组成及主要设备 ............................... 错误!未定义书签。

二、汽封蒸汽的压力和温度控制 ............................. 错误!未定义书签。

（一）密封蒸汽温度极限控制装置的工艺功能（高） ......... 错误!未定义书签。

（二）密封蒸汽温度极限控制装置的工艺功能（低） ......... 错误!未定义书签。

（三）功能描述......................................... 错误!未定义书签。

（四）运行注意事项 ..................................... 错误!未定义书签。

（五）轴封系统的温度联锁 ............................... 错误!未定义书签。

（六）启动时允许空气进入的时间限制 ..................... 错误!未定义书签。

三、轴封系统的启停 ....................................... 错误!未定义书签。

（一）轴封系统投运前的检查 ............................. 错误!未定义书签。

（二）轴封供汽系统的投入 ............................... 错误!未定义书签。

（三）轴封供汽系统停运 ................................. 错误!未定义书签。

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。

第三节轴封蒸汽系统一、轴封蒸汽系统概述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（也即尽可能低的背参数），也是为了保证汽轮机组的高效率。

轴封蒸汽系统主要是由密封装置、轴封蒸汽母管、汽封冷却器等设备及相应的阀门、管路系统构成。

汽轮机组的高、中、低压缸轴封均由若干个轴封组成。

相邻两个轴封段之间形成一个汽室，并经各自的管道接至轴封系统。

在汽轮机组启动前，汽轮机内部必须建立必要的真空。

此时，利用辅助蒸汽向汽轮机的轴封装置送汽。

在汽轮机组正常运行时，汽轮机的高压区段的蒸汽向外泄漏，同时，为了防止空气进入轴封系统，在高压区段的最外侧一个轴封汽室，则必须将蒸汽和空气的混合物抽出。

由此看来，轴封蒸汽系统包括：送汽、回（抽）汽和漏汽三部分。

为了汽轮机本体部件的安全，对送汽的压力和温度有一定的要求。

因为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。

为了控制轴封系统蒸汽的温度和压力，系统内除管道、阀门之外，还设有压力调节装置和温度调节装置。

在汽轮机组正常运行时，轴封系统的蒸汽由系统内自行平衡。

但此时压力调节装置、温度调节装置仍然进行跟踪监视和调节。

此时，通过汽轮机高压轴封装置泄漏出来的蒸汽，分别被接到凝汽器、轴封加热器，尽可能地回收能量，确保汽轮机组的效率。

当汽轮机紧急停机时，高、中压缸的进汽阀迅速关闭。

此时，高压缸内的蒸汽压力仍然较高，而中、低压缸内的蒸汽压力接近于凝汽器内的压力。

于是，高压缸内的蒸汽将通过轴封蒸汽系统泄漏到中、低压缸内做功，造成汽轮机的超速。

提高汽轮机轴封系统的热效率摘要轴封系统足汽轮机安全经济运行不可缺少的重要组成部分，轴封系统在汽轮机运行中起着重要的作用，一个完善的轴封系统既要防止级问、端汽封漏汽；又要避免动静碰磨。

本文详细的分析了200MW、300MW和600MW典型机组的轴封系统结构特点，通过找到最合理的轴封系统来提高汽轮机轴封系统的热效率。

关键词：汽轮机，轴封系统，提高效率一、课题研究现状根据近几年来现场的新型汽封陆续出现的型式，汽封可分为大间隙汽封和小问隙汽封两类。

传统的齿形汽封是大间隙汽封。

近10年来，为了提高机组的经济性和安全性，提出了一些改型的汽封，如可调汽封(布莱登汽封)，蜂窝式汽封，铁素体汽封，铜汽封等。

近几年国内出现了几种小间隙汽封，如刷子汽封、接触式王常春汽封、柔齿汽封以及弹性齿汽封，这些汽封的共同特点是汽封齿相当柔软，汽封齿安装间隙可为零，转子可自适应地摩擦出轴径轨迹所需要的汽封内椭圆，对转子表面不会有损伤。

这就使汽封漏汽间隙降到最小值，其效益非常明显。

汽轮机汽封按其装置位置的不同分为隔板汽封、叶顶汽封以及汽缸端部的汽封(轴封)。

而目前，国产汽轮机轴封系统，特别是九十年代以前的机组均未设计轴封系统蒸汽温度、压力调节站，要使汽封系统的温度和压力能够在启动，运行以及停机时均能自动调节，就必须设置温度、压力调节站，使系统达到稳定调节，大型汽轮机组的轴封系统为了达到安全、经济运行，采用全自动微电脑控制程序，取得良好的效果，但投资颇大[1]。

二、轴封结构对机组煤耗影响的分析2.1典型轴封结构特点分析汽轮机的轴封系统是汽轮机装置中不可缺少的一部分，它直接影响到整个机组的经济性。

汽轮机轴封系统的作用是在汽轮机的轴端形成蒸汽密封，防止高压部分缸内的蒸汽外漏造成轴承油内进水和蒸汽能量损失；防止真空部分外界空气顺转轴漏进汽缸。

影响机组真空和运行安全。

同时轴封回收利用系统合理的回收利用了轴封漏汽，使机组的经济性得以提高[2]。