汽轮机轴封系统常见问题分析及对策.docx

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汽轮机轴封系统常见问题分析及对策

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摘要：在介绍了轴封系统作用及控制逻辑特点之后，针对轴封供汽参数引起的问题，从供汽汽源、疏水系统、减温水、汽源切换速度、轴封系统布置以及控制逻辑等方面分析了原因，并对目前存在的单机运行机组情况进行了分析，提出了相应的建议，为机组的安全稳定运行提供了保障。

关键词：轴封系统；供汽参数；单机运行；控制逻辑；汽源切换速度

1轴封系统概述

轴封系统的作用是向汽轮机本体和给水泵汽轮机的轴端提供密封蒸汽，并将端部漏汽回收至轴封加热器，进一步加热凝结水，避免工质浪费。在汽轮机高压区域，轴封作用是防止蒸汽向外泄露，在低压区域，则是防止外界空气漏入汽轮机内部，确保机组真空和安全运行。

300MW及以下容量机组轴封系统供汽一般由外部汽源供给，轴封系统结构复杂，为防止高压蒸汽泄漏，高压缸轴封较长，前轴封可达六个腔室，分别根据不同腔室蒸汽参数将其引至相应参数的抽汽管道或低压加热器，其中最外腔室为与空气混合的回汽，引至回汽母管送到轴封加热器。

600MW超临界及以上容量机组轴封系统已实现自密封，即在高负荷时，高中压缸漏汽和主汽门及调门漏汽量可满足低压缸供汽需要，无需外部供汽汽源。其轴封结构相对简单，高压缸前轴封为四个腔室后轴封为三个腔室，中低压缸均为两个腔室。

2轴封系统控制特点

轴封系统参数的控制主要是轴封母管压力和母管温度的控制。不同容量和参数的机组，其对轴封供汽参数的设计要求不同。

以引进西门子技术的上汽1000MW机组为例，轴封供汽母管压力一般维持在3.5KPa，由供汽调节阀和溢流阀控制。机组启动阶段，供汽调节阀打开，分别供至汽缸各个轴封段，轴封母管压力靠辅汽汽源调节，随着负荷增加，一般达到20%以上负荷时，机组可达到自密封阶段，关闭轴封供汽调节阀，随着高压部分漏汽量增加，轴封母管压力大于3.5KPa，打开溢流调节阀，多余蒸汽流入凝汽器（或低压加热器汽侧）。

轴封系统对轴封供汽温度要求非常严格，靠供汽调节阀前减温器控制。当供汽母管温度超过310℃时，温度控制回路会产生积分量动作于轴封供汽调门，使轴封供汽调门微开，靠节流产生部分冷汽调节母管温度，同时减温器也受供汽调节阀前温度限制，当其温度320℃，又会强关供汽调节阀。轴封供汽调门前温度设定值是由高压转子计算温度决定的，其对应关系如下图1所示：

图1供汽温度设定值与高压转子计算温度关系

图中可以看出，转子计算温度低于200℃，即冷态冲转时，轴封供汽调节阀前温度可控制在240-300℃，转子计算温度高于300℃时，轴封供汽阀前温度控制在280-320℃，允许进汽温度为折线中间部分，温度过高或者过低，或者供汽调节阀前蒸汽过热度不够，均会强关轴封供汽调节阀。对于二次再热机组，超高压缸排汽温度达430℃左右，较常规机组高80℃，转子温度较高，供汽汽源温度由280℃-320℃升高至320℃-350℃，超高压缸内蒸汽压力较高，漏汽量相对较大，冲转至3000r/min时已达到自密封状态。

3轴封系统常见问题及改进措施

轴封系统存在问题的根本原因是母管蒸汽参数不满足机组需求。轴封母管温度低，即轴封系统进冷汽或母管压力低导致进空气运行，会引起机组发生碰摩、振动大甚至发生抱轴，其中碰摩主要发生在转子平衡活塞和高压外缸排汽端，内缸变形不大。

3.1轴封系统进冷汽运行及改进措施

轴封母管温度突然降低是引起汽轮机轴封端部膨胀不均，产生动静碰摩的主要原因。下面分析轴封母管温度降低的原因并提出相应改进措施。

（1）辅汽汽源温度低

轴封供汽系统汽源一般由辅助蒸汽供给，冷再蒸汽作为备用，其供汽温度低的主要原因是辅汽汽源温度低。辅汽汽源一般由四段抽汽、冷再蒸汽、启动锅炉或邻机辅汽供给。正常运行期间，辅助汽源用户很少，导致辅汽几乎为死汽，辅汽温度低，机组启停时，邻机辅汽距离较远，管路较长，汽源管路疏水不畅等因素均会造成辅汽温度低，不能满足机组紧急状况时对供汽汽源温度的要求；在低负荷或热态停机过程中，冷再作为辅汽汽源，可能会由于高旁减温水调节不当或者存在内漏造成辅汽温度偏低。

针对以上情况，可在启停机时提前暖管，加大本机辅汽用量，比如加大除氧器用汽、增加锅炉吹灰等措施提高辅汽温度；正常运行期间，可保持辅汽至轴封旁路门适当开度，或适当开启供汽调节阀，维持一定蒸汽流通保证供汽温度；紧急停机过程中，放弃老厂或邻机较远汽源，采用冷再蒸汽作为备用汽源，维持高旁后温度不低于350℃，保证轴封供汽温度满足机组需要。

（2）轴封系统疏水不畅

轴封疏水系统对供汽参数的影响至关重要，疏水不畅会导致供汽温度偏低，影响机组安全运行。《DL/T834-2003火力发电厂汽轮机进水和冷蒸汽导则》中规定：轴封系统中，每种汽源阀门处均设有