汽轮机高压汽缸漏汽接口既向轴封冷却器送汽处泄漏会影响负荷吗

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-06-22
汽轮机轴封的作用?

作用:防止高压液体从泵中漏出和防止空气进入泵内。
尽管轴封在泵中所占的位置并不大,但泵能否正常运转却和轴封密切相关。如果轴封选用不当,不但在运转中需要经常维修,漏损很多被输送的液体,而且可能由于漏出的易燃、易爆和有毒液体引起火灾、爆炸和中毒事故,后果不堪设想。因此,必须合理选用轴封结构才能保证泵的安全运行。
1、由于汽缸内与外界大气压力不等,就必然会使缸内蒸汽或缸外空气沿主轴与汽缸之间径向间隙漏出或漏入,造成工质损失,恶化运行环境,并加热轴颈或使蒸汽进入轴承室,引起油质恶化,漏入空气又破坏真空,从而增大抽气负荷,这些将降低机组效率,为此在转子穿过汽缸两端处都装有汽封,这种汽封称轴端汽封简称轴封。高压轴封用来防止蒸汽漏出汽缸,低压轴封用来防止空气漏入汽缸。
2、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,若调整不当而使漏汽过大,还将使靠近轴封处的轴承温度升高或使轴承油中进水。为此,在各类机组中,都设置了轴封加热器,以回收利用汽轮机的轴封漏汽
3、防止气缸内蒸汽和阀杆漏气向外泄漏,污染汽轮机房环境和轴承润滑油质。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。防止空气漏入汽缸的真空部分。在机组启动时保证凝汽器真空效果及真空度。回收汽封和阀杆漏气,减少工质和能量损失。
4、在汽轮机打闸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。

扩展资料1、轴封压力的控制
轴封压力高容易造成轴封冒汽,容易引起油中进水,引起汽轮机油质恶化。轴封压力过高将引起均压箱安全门动作,浪费工质、损坏设备。轴封压力过低可能引起机组真空下降,冷空气可能进入轴封,甚至汽缸内,将造成轴封段受冷或者汽缸内受冷,严重威胁设备安全。
2、轴封温度异常对机组的影响
轴封温度过高时,尤其在机组启动前,如果温度过高,会使轴端汽封处和转子汽封段加热剧烈,产生局部的应力集中现象,从而产生一定得变形,可能会使转子和汽缸之间的间隙发生改变,使轴封漏汽量增大,胀差增大,严重可能发生动静摩擦。
轴封温度过低时,会使轴端汽封和转子汽封段受到冷却,同样,亦会产生局部的应力集中现象,使汽缸和转子之间的间隙发生改变,使轴端漏气量增大,胀差减小。轴封温度过低时,还可能出现轴封供汽蒸汽带水,使轴封供汽管道发生水击。严重时使汽轮机进水。
参考资料来源:百度百科-轴封

汽轮机运转时,转子和汽缸之间需留有适当的间隙,才能不相互碰撞;然而间隙的存在就要导致漏汽(气),这样不仅会降低机组效率,还会影响机组安全运行。为了减少蒸汽的泄漏和防止空气漏入,需要有密封装置,通常称为汽封。
由于汽轮机主轴必须从汽缸内穿出,因此主轴与汽缸之间必须留有一定的径向间隙,且汽缸内蒸汽压力与外界大气压力不等,就必然会使汽轮机内的高压蒸汽通过间隙向外漏出,造成工质损失,恶化运行环境,还可能加热轴颈或冲进轴承使润滑油质恶化;或者是外界空气漏入低压端破坏真空,从而增大抽汽设备的负荷,降低机组效率。为了防止或减少这种现象,在转子穿过汽缸两端处都装有汽封,这种汽封称为轴端汽封,简称轴封。
汽轮机虽然都装有轴端汽封,能减少漏汽现象,但并不能完全消除漏汽。为了完全防止和避免漏汽,保证机组的正常起停和运行,并回收漏气和利用漏汽的热量,减少系统的工质和热量损失,汽轮机均设有由轴端汽封加上与之相连结的管道、阀门及附属设备组成的轴封系统。现代大型机组轴封系统都是由轴端汽封、轴封供汽母管压力调整机构、轴封冷却器、减温器以及有关管道组成的闭式轴封系统。
正常运行中随着机组负荷的增大,汽缸内压力相应增大,当高中压缸两端的轴封漏汽压力高于轴封母管压力时(构成自密封),流向汽封母管的漏气量超过低压缸轴封轴端汽封所需蒸汽量,则轴封供汽压力升高,这时轴封供汽阀可关小或全关。

(1) 高压缸排汽参数高。高压缸实际排汽参数为4.01 MPa/343.4℃,排汽压力排汽温分别比设计值高出0.44 MPa,26.4℃,高压缸效率79.08%,比设计值低7.64%。 (2) 调节级效率低。调节级做功份额占高压缸功率18%左右,调节级效率比设计值低15.04%,严重影响高压缸效率和机组出力。 (3) 中压缸实际效率低。中压缸名义效率为92.4%,实际效率为89.7%,比设计值低2.5%。 (4) 高压缸夹层漏向中压缸第1级动叶入口蒸汽漏汽率大。设计该漏汽量为10.37t/h,占再热蒸汽流量的1.39%,实际漏汽量为42.60t/h,漏汽率大3.77%。 (5) 高、中压缸上下缸温差大。3号汽轮机高压缸夹层漏汽至中压缸冷却蒸汽温度与高压缸排汽温度基本一致,该汽流方向与设计不符,造成两个危害: ①造成中压转子高温段过度冷却,转子内外温差大,转子表面结构应力集中部位附加温度应力上升,转子疲劳寿命损耗增大,易在结构应力集中部位产生表面裂纹; ②在正常运行中,高压缸上半部排汽汽流回流,造成高压内、外缸前部高温段上、下缸温差增大,使汽缸产生变形,易造成汽缸螺栓断裂或松弛,汽缸结合面产生严重漏汽,且汽缸通流部分径向汽封易磨损,汽缸效率下降。� (6) 回热效果较差。该机的1号、2号高压加热器上端差大,给水温度虽已达到设计值,但没有达到抽汽参数下应有的水平。锅炉过热器、再热器减温水量合计达73t/h,这部分给水未经过高压加热器,降低了回热效果。7号低压加热器疏水不能正常自流至8号低压加热器,疏水直接流入凝汽器,既增大了凝汽器热负荷,造成凝汽器压力上升,又加大了8号低压加热器抽汽量,影响机组出力和经济性。�
2 3号机组热力系统完善改进的措施�
2.1 优化改进的主要内容
2.1.1 汽轮机本体部分
(1) 高中压缸夹层蒸汽量调整。主要措施:将高中压缸夹层挡汽环改为“0”间隙,增加1道活动汽封;取消中压冷却蒸汽管,在该位置高压外缸上下引出2路Dg100管,各加1只电动门,将夹层蒸汽排至2级抽汽逆止门前,通过调整电动门来控制上下缸温差;在管道上加装2只温度测点和1个压力测点。 (2 ) 调节级汽封改造。动叶顶部和根部汽封由原来的单齿镶嵌式改为双齿可退让式汽封,径向间隙由2.5mm调整为1mm,减小漏汽量。�
(3) 中压平衡活塞密封改造。在汽封套上再增加一道平齿活动汽封,减小漏汽。 (4) 低压1号内缸结合面消除漏汽。将内缸的12只螺栓改为热紧,提高紧力;消除5号、6号抽汽口结合面变形,解决运行中结合面泄漏造成的5、6级抽汽温度偏高的问题。�
(5) 平衡活塞汽封改造。将高中压平衡活塞及端部内道轴封的传统汽封,包括高压排汽平衡环3道、高压进汽平衡环5道、中压进汽平衡环2道、高中压外缸两端内侧端汽封各1道共计12道,改为布莱登汽封,以减小漏汽。  
(6) 增加温度测点。为能对汽缸易出现温差大的部位进行有效监测,增加高压内缸调节级断面上缸温度测点,与原该截面下缸测点构成一对上下缸温差监视点,同时在高压外缸前部高温段增加一对上下壁温测点。
(7) 高压持环更换。适当加宽结合面宽度,螺栓重新排列,加粗直径,以减小结合面漏汽。此外还包括合理调整高中压通流径向间隙;高压缸持环隔板更换1~11级汽封,预留间隙0.70 mm;高压持环的叶顶1~11级活动式汽封修刮至0.70 mm;更换损坏汽封块、弹簧及有关部件。�
2.1.2 疏水系统部分�
  (1) 取消用于中压缸启动的高压缸排汽通风阀。取消主汽供小汽轮机汽源管道。�
  (2) 主汽门、调门门杆一挡漏汽改至中压主汽门前。�
  (3) 2级抽汽改接至高压缸排汽逆止门前。�
  (4) 取消4级抽汽供辅汽母管汽源管道,将4级抽汽至除氧器进汽电动门由全开全关方式改为点动控制方式。�
  (5) 取消凝结水收集水箱,轴加疏水加装1台多级水封,疏入凝汽器。�
  (6) 更换轴封加热器并变更小机轴封回汽管接入口。轴封溢流增加1路至7号低压加热器。原轴封加热器入口凝结水孔板后至轴封供汽母管减温水,改接至轴加孔板前。� (7) 对辅汽疏水系统进行完善改造,取消辅汽疏水箱,原疏水排入凝汽器。�
  (8) 取消除氧器启动循环泵及系统,增加除氧水箱底部加热汽源。�
  (9) 7号至8号低压加热器正常疏水管道重新布置走向,减小系统阻力,更换并重新布置阀门安装方向,实现正常疏水。�
  (10) 对凝结水泵进行技术改造,降低凝结水泵扬程,减小凝结水泵电耗。�
� (11) 将主蒸汽三通前及三通后左、右疏水,由原至本体疏水扩容器改至高压加热器事故疏水扩容器。为防止疏水阀门泄漏,造成阀芯吹损,在高温高压疏水气动门后加装一手动截止阀。正常工况下手动截止阀应处于全关状态。
(12) 对于运行中处于热备用的管道或设备,在用汽设备的入口门前应暖管,暖管采用组合型自动疏水器方式,疏水器选用DFS倒置浮杯式自动疏水器。 2.2 热力系统完善改进的实施
  石横发电厂3号汽轮机本体和疏水系统性能完善改进由国电热工研究院提供完善改进方案与技术服务;本体系统及辅机设备改造外协项目由上海汽轮机厂承担并完成;疏水系统的改进工作根据具体的方案由电厂承担完成;高中压平衡活塞及端部内道轴封的传统汽封由哈尔滨布莱登汽封技术应用有限责任公司负责改造为布莱登汽封。�
3 3号机组完善改进后的效果
  为了测定汽轮机组技术性能,评价汽轮机组完善改进效果,国电热工研究院、山东省电力科学试验研究院及石横发电厂共同对机组改进前、后的技术性能进行了热力试验。试验依照美国机械工程师协会《汽轮机试验规程(ASME PTC6—1996)》的有关规定执行,试验结果见表1。�
  按试验结果计算汽轮机组的热耗率,根据制造厂提供数据进行参数修正。并按锅炉效率92%、管道效率99%计算发电煤耗率。改进前、后的效果以5阀全开(5VWO)考核工况为基准,在相同的初、终参数下进行比较。其综合效果为:改进前热耗率为8 533.85 kJ/kWh,改进后热耗率为�8 200.4 kJ/kWh,热耗率下降333.45 kJ/kWh;改进前发电煤耗率为319.7 g/kWh,改进后发电煤耗率为307.2 g/kWh,发电煤耗率下降12.5 g/kWh,下降了3.91%,经济效益和社会效益十分显著。 表1 改进前、后热力试验结果(5VWO考核工况)对比 项  目改进前5VWO工况改进后5VWO工况发电机有功功率/MW302.72302.87不明漏量/t·h-14.921.17不明漏率/%0.450.11热耗率/kJ·(kWh)-18533.858200.4高压缸效率/%79.282.4中压缸效率/%89.790.4给水流量/t·h-1957.1924.7调节级效率/%57.569.1平衡盘漏汽率/%5.162.6平衡盘漏汽量/t·h-142.9620.78发电煤耗率/g·(kWh)-1319.7307.2 4 3号机组完善改进后的技术分析
4.1 调节级效率�
  国产引进型300 MW汽轮机在设计额定工况下高压缸内功率为89.5 MW,占整机功率的29%。调节级整级压差4.28 MPa,效率为71%左右, 内功率18.6 MW,占高压缸功率的20.8%。实际运行机组调节级效率为45%~60%,因调节级效率低影响功率(2~4)MW。改进后调节级效率5VWO工况为69.17%,与设计值接近,比改进前提高了11.7%;调节级温度与设计值偏差由11.35℃减小到7.9℃。这表明调节级汽封经过改进后,漏汽量大大减少,调节级效率明显提高。 4.2 高压缸效率
  该类型汽轮机在设计额定工况下高压缸效率为87%左右。实际运行机组普遍在80%左右,高压缸排汽温度高,再热减温水量大。�
  改进前的试验中,由于高压缸排汽管上没有设计汽温测点,高压缸排汽温度只能用水平管上的防进水测点。由于该测点插入管道深度太浅,所测量温度偏低,计算高压缸效率偏高。为了对比改进前后高压缸排汽温度及其效率的变化情况,改进后试验仍在相同位置进行了测量。其结果为:5VWO工况下实际高压缸排汽温度平均下降13.4℃,再热器减温水量平均减少10t/h左右。高压缸效率为84%,实际相对提高了4.8%。� 鉴于高压缸排汽温度测点的位置设计不尽完善,不能真实地反映出高压缸排汽温度的真实水平,大修期间在高压缸排汽垂直管上加装新的汽温测点。测量结果表明,防进水温度测点比新加测点偏低2.5℃左右。高压缸效率为82.4%。�
  根据该机组高压缸结构特点,新加装的高压缸排汽温度真实地反映了高压缸的状态,可作为今后对机组进行状态检修的重要依据。表2为高压缸排汽温度及高压缸效率的变化。 表2 高压缸排汽温度及高压缸效率的变化 项目名称设计值改进前改进后工况额定工况5VWO15VWO25VWO15VWO2主蒸汽压力/MPa16.7016.48616.62916.56116.64主蒸汽温度/℃538.0537.6534.4534.9535.4高压缸排汽压力/MPa3.574.0054.0513.8513.876高压缸排汽温度(防进水测点)/℃ 343.4341.3329.0328.8高压缸效率(防进水测点)/% 79.4079.0883.7884.25高压缸排汽温度/℃317.60 331.2331.8高压缸效率/%86.18 82.4182.38再热器减温水量/t·h-1018.3617.666.2210.29 4.3 轴封漏汽量与中压缸效率�
  该汽轮机为高中压合缸结构,高中压缸之间由中压缸进汽平衡盘汽封分隔,该平衡盘有两组汽封。来自高压内缸调节级后平衡盘轴封和6根导汽管漏入高压内、外缸夹层的混合蒸汽有一部分通过中压缸进汽平衡盘汽封,漏至中压缸第一级静叶后。额定工况下该设计漏汽量为10.4t/h,为再热蒸汽流量的1.4%。同类型机组试验表明,这部分漏汽率为4%~6%。这股蒸汽与中压第一级静叶出口蒸汽混合,使进入中压级组蒸汽温度和焓降低,影响机组经济性。由于混合后的蒸汽温度无法测量,而是以测得的中压主汽门前参数为初参数计算得到的中压缸效率,所以,造成中压缸效率偏高的假象。漏汽量越大测量的中压缸效率越高。这也是大修后中压缸效率较低,随着运行时间的增长中压缸效率反而升高的原因。因此我们将试验测量的中压缸效率定义为中压缸名义效率。�
4.4 关于布莱登汽封使用效果
  针对引进型300MW汽轮机普遍存在的问题,根据汽轮机结构的特殊性,作为重要技术改进措施之一,使用了美国布莱登汽封技术,以弥补汽轮机结构设计的不足。美国布莱登汽封与传统式汽封相比,具有两个明显的特点:①汽封齿与转子的间隙可调整,机组启动时间隙最大,正常运行时间隙最小;②蒸汽泄漏量减少。根据机组改进后的试验和实际运行效果分析,该汽封工作正常,并达到预期效果。以5VWO工况为例,取得以下几个方面的效果与采用美国布莱登汽封技术有直接关系。�
  (1) 机组改进前、后试验结果相比较,改进后高压缸效率平均提高了3.2%。� (2)为测定改进效果及对中压缸效率的影响,改进前、后在5VWO工况下进行了中压缸进汽平衡盘漏汽量试验。进汽平衡盘漏汽率由5.16%降低到2.60%,漏汽量由42.96 t/h下降到20.78 t/h,降低了51.6%。� (3) 高、中压缸温差大和内效率下降快的问题得到改善。�
  (4)5VWO工况下高压缸排汽温度平均下降13.4℃,再热器减温水量平均减少10 t/h左右。� (5)相同工况及参数条件下,主蒸汽流量下降,而调节级压力反而上升,表明进入高压缸做功的蒸汽量增加,高压缸前轴封漏汽量减少。�
  综合以上效果分析计算,采用布莱登汽封的直接效果可使机组发电煤耗率下降约3 g/kWh左右。 4.5 凝结水泵技术改造
  对3号机组A凝结水泵进行了节能降耗技术改造,去除末级叶轮、固定末级叶轮的定位键和末级叶轮的导流壳,在此处安装了两边带法兰的短节。经精确计算,在相同流量下凝结水泵改进后,扬程降低约40 m,轴功率降低100 kW左右,泵效率基本没有变化,凝泵的出力完全可以满足机组的运行要求。凝泵的轴功率和电机功率大大降低,年节约厂用电96万kWh。拆除的末级叶轮及导流壳可以作为备品备件;去除末级叶轮及导流壳后,节约了材料,减少了维护费用,降低了备品的库存量;同时投资小,见效快,人工费用低,节能效果显著。�
4.6 高中压缸温差
  由于汽轮机高中压缸结构的特殊性及疏水管的设置与连接方式,该型号汽轮机普遍存在正常运行时高压缸上、下缸负温差大的问题。根据同类型机组的测量,最大负温差可达70℃—80℃,而机组启、停过程中,中压缸中部易出现70℃左右的温差。汽轮机正常运行及启、停时出现高、中压缸温差大,是该机组的主要问题之一,也是造成汽缸变形、动静碰磨、汽封磨损、内缸螺栓断裂或松弛、结合面漏汽、高压缸效率低且下降速度较快的主要原因。特别是高压缸在温差最大的断面设计没有缸壁温度测点,运行人员无法得知汽缸温差达到何种程度。�
  针对存在的问题,本次改造改善了高压缸的夹层汽流,在高压缸温差最大的断面增加了壁温测点,改变了中压缸的疏水,显著降低了汽缸温差。大修后试验测量机组高中压缸的温差数据见表3(此时机组功率302MW)。

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    答:3号汽轮机高压缸夹层漏汽至中压缸冷却蒸汽温度与高压缸排汽温度基本一致,该汽流方向与设计不符,造成两个危害: ①造成中压转子高温段过度冷却,转子内外温差大,转子表面结构应力集中部位附加温度应力上升,转子疲劳寿命损耗增大,易在结构应力集中部位产生表面裂纹; ②在正常运行中,高压缸上半部排汽汽流回流,造成高压...
  • 汽轮机前后汽封输水怎么接
    答:前、后轴端汽封的第一段漏汽接至SSR接口,第二段漏汽导入汽封加热器(CF)汽封的作用分为开机前和开机后:开机前:防止空气沿汽轮机梳齿漏入汽轮机内部,影响抽真空的效果。开机后:高压轴端密封的作用是防止蒸汽外漏,造成能量损失或进入轴承室,影响油质;低压端轴封的作用:作用是防止空气漏入...
  • 汽轮机的轴封系统起什么作用?有几种形式?
    答:汽轮机转动部分与静止部分之间如转子与缸体之间,叶轮轮毂与隔板之间,必有间隙,这些间隙造成汽轮机级与级之间的内漏汽和汽缸前端向外漏汽,另外,汽缸排汽部分若呈负压则空气还可向内漏,从而破坏真空和影响油质,为了防止汽轮机高压端外漏汽和负压端向内漏空气,限制级与级之间的内漏汽,提高汽轮...
  • 汽轮机轴封是如何进行自密封的.
    答:汽轮机负荷到了一定参数时,高压端轴封漏气压力和流量已经能够满足低压段轴封要求,只需要进行适当降温就可以直接供给低压轴封,多余的蒸汽根据设定压力会自动排至凝汽器。这样就形成了自密封系统。因此高压端轴封管道内的蒸汽流向是双向的
  • 汽轮机轴封系统作用是什么?
    答:1、凝汽式汽轮机低压端轴封的作用是阻止外界空气漏入汽缸,从而破坏凝汽器的真空,使汽轮机的排汽压力提高,降低机组的经济性。为了回收高压端漏出的蒸汽和阻止外界空气由低压端漏入,汽轮机均设置有汽封系统。为汽轮机轴端汽封系统简图。其工作原理如下。高压端虽然装有轴封,但仍不能避免蒸汽通过...
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    答:汽轮机轴封的主要作用为:1、由于汽缸内与外界大气压力不等,就必然会使缸内蒸汽或缸外空气沿主轴与汽缸之间径向间隙漏出或漏入,并加热轴颈或使蒸汽进入轴承室,引起油质恶化,漏入空气又破坏真空,为此在转子穿过汽缸两端处都装有汽封,高压轴封用来防止蒸汽漏出汽缸,低压轴封用来防止空气漏入汽缸。2...
  • 轴封漏气是指什么?
    答:在转子穿过汽缸两端处都装有汽封,这种汽封称为轴端汽封,简称轴封.汽轮机虽然都装有轴端汽封,能减少漏汽现象,但并不能完全消除漏汽.为了完全防止和避免漏汽,保证机组的正常起停和运行,并回收漏气和利用漏汽的热量,减少系统的工质和热量损失,汽轮机均设有由轴端汽封加上与之相连结的管道、阀门及...
  • 电厂中,汽轮机平时正常运行时,为什么要特别注意轴封供汽?
    答:轴封是在汽轮机转子两端穿过汽缸的部位设置的用控制蒸汽压力来阻止机内蒸汽外泄或空气漏入的成组的轴端汽封,英文名称shaft end seal。轴封系统的作用是什么:A. 利用轴封漏汽加热给水或到低压处作功。B. 防止蒸汽自汽封处漏入大气;C. 冷却轴封,防止高压端轴封处过多的热量传出至主轴承而造成轴承...
  • 上汽60万机组汽轮机轴封漏气怎么办
    答:汽轮机运行中轴封漏气过大,应该增加进气量,补充外泄漏气。只要掌握适度,不漏出油就可以的。如果出现漏油,影响运行,应该及时检修。汽轮机主轴是电力,水力机械及辅助设备,将汽轮机转轮与发电机转子相连,传递扭矩的轴。汽轮机也称蒸汽透平发动机,是一种旋转式蒸汽动力装置,高温高压蒸汽穿过固定喷嘴...
  • 汽轮机的轴封系统起什么作用?有几种形式?
    答: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...