汽輪機軸封系統問題之我見

摘 要：汽輪機軸封是汽輪機系統中小卻萬萬不可忽視大意的一個系統，俗話說“差之毫厘，失之千里”，用在軸封這里真是恰如其分。結合運行中的經驗，淺說下軸封中易出現的問題及對策。

關鍵詞：軸封作用 危害 注意事項 問題及解決方案

1、汽輪機軸封系統簡述，作用及危害

在汽輪機大軸伸出汽缸兩端處和軸穿過隔板中心孔的地方，為了避免轉動部件與靜止部分摩擦碰撞，應留有適當的間隙。由于壓差的存在，在這些間隙處必然要產生漏氣，造成損失。為了減少這些漏汽損失，在發生漏氣的部位都要裝有汽封，軸端汽封也叫軸封。

1.1 高壓端部軸封（又稱高壓軸封）作用：減少高壓汽缸向外漏汽

低壓端部軸封（又稱低壓軸封）作用：防止空氣漏入低壓缸，破壞真空；

隔板汽封作用：減少級間漏汽，維持隔板前后的壓差。

軸封漏汽除了使損失增大外，嚴重時還會使汽輪機功率下降，此外，對汽輪機安全運行也有很大威脅。

1.2 高壓軸封漏汽過大，蒸汽會順著軸流入軸承中，直接加熱軸承，同時使潤滑油中混入水分，破壞軸承潤滑，使軸承熔化造成嚴重事故。

低壓軸封漏汽過大，會使汽輪機真空降低，經濟性下降，排汽溫度升高，汽輪機振動加大和軸向推力增加。

隔板軸封損壞，漏汽增大，葉輪前后壓差增大，軸向推力增加。

2、冷熱態投軸封注意事項：

2.1 投軸封前，機組盤車裝置必須運行正常。

不投盤車就送軸封會引起軸封段轉子受熱不均而變形。

2.2 冷態投軸封應先抽真空，后投軸封；熱態正相反，應先投軸封，后抽真空。

熱態啟動，先投軸封是必須的，而且要特別關注軸封汽源溫度和汽機軸封溫度的匹配。冷態啟動，先投軸封，先投真空都不太要緊，但一般會先抽真空，后送軸封。軸封汽源送的過早，脹差不易控制，低壓缸排氣溫度較高。但兩者間隔不要太長，因為抽真空，汽缸內形成負壓后會把環境中的細小灰塵帶入到軸頸軸封中，對機組是有害的。再者拉真空的好處在于：第一，能使汽缸內殘留的疏水順著下缸疏水閥抽到疏水擴容器，排至凝汽器；第二，有利于軸加風機的啟動，冷態時若軸加內水位較高，容易被軸加風機吸入，打葉片，而抽真空后，軸加水回凝汽器，軸加風機啟動比較安全。第三、拉真空到一定程度再馬上投軸封，能使蒸汽接觸轉子快點，避免轉子加熱過多，正脹差過早出現，為啟機盡可能留足脹差富余量。先抽真空，軸封蒸汽投入后能順利進入汽缸內部大空間，不至于高溫的軸封蒸汽在軸封處滯留，造成這一區域過大的熱應力。

2.3 冷態投軸封系統時，必須充分暖管、疏水，以防軸封管道振動和軸封蒸汽帶水。

2.4 冷態時軸封投運不宜過早，以免機組啟動過程中脹差不易控制。

2.5 軸封加熱器水位維持正常，以防水位過高軸加風機進水，燒壞電機、損壞軸承。

2.6 軸封蒸汽汽源應盡量選擇與高、中壓缸末級溫度相匹配的。

一是影響脹差，二是影響轉子壽命。軸封溫度高，會造成軸承座變形，影響軸承正常工作，還會使油溫上升；溫度低，可能引起水沖擊。

2.7 低壓軸封減溫水不易開的過大，以防霧化不好，軸封蒸汽帶水。

低壓軸封溫度一般控制在121--177℃之間。高、中壓軸封溫度和高、中壓排汽溫度相當，如果低壓軸封也和低壓排汽溫度相當的話，就是40℃左右。為什么不這樣呢？高、中壓軸封和低壓軸封的工作是不一樣的。高、中壓軸封的主要目的是“導”，把本應該漏到大氣中的蒸汽導入軸封供汽母管，因此，高、中壓軸封的溫度一定和高、中壓缸的排汽溫度相同；低壓軸封的目的才是“封”，把本應該漏入汽缸的空氣頂在汽缸的外面，因此，低壓軸封的壓力一定要高于大氣壓，正常應為十幾到三十KPa，這個壓力下飽和溫度至少也是100℃，40℃只能是水，那就成水封了，因此考慮軸封汽的飽和溫度和過熱度，就是121--177℃這個規定了。

2.8 機組負荷大幅度變動，不能滿足自密封時，應及時切換汽源。

2.9 投運軸封時，應先投低壓軸封，再投高壓軸封。

原因是為了防止高壓缸進水。先投低壓軸封，軸封蒸汽里可能存的水進入低壓缸，在凝汽器真空形成后，會進入凝汽器。如果先投高壓軸封，這部分蒸汽可能進入高、中壓缸。先投低壓軸封相當于有進行了一次疏水，對防止高中壓缸進水有好處，特別是在機組熱態或溫態啟動時先送低壓軸封更為重要。

3、軸封系統運行中出現的問題、原因分析及解決方案

3.1 潤滑油中進水，油質變差

我廠220MW機組正常運行軸封壓力保持在13KPa左右，由于長時間運行軸封有磨損，造成2012年11月一次機組啟動后，主油箱油位持續升高，每天油位升高8—10mm，化驗油質劣化。進行主油箱底部放水，油位由+180mm放至+100mm，化學檢驗油質合格。檢查判斷為蒸汽由軸封處漏入軸承回油系統，經過運行調整降低軸封壓力以不掉真空為標準，把軸封壓力由13KPa，降為11KPa，主油箱潤滑油進水問題得以解決。

3.2 軸加風機啟動超電流

我廠#3、#4號220MW機運行中均發現啟動軸加風機經常出現甩水、風機振動大，以及超流現象，造成風機軸承損壞，電機跳閘。針對此現象進行檢查分析，首先對軸封加熱器檢查，檢查發現軸封加熱器汽側水位很低、約在水位計1/3 處， 分析認為軸封加熱器的水不會返回軸加風機。而軸加風機的出口管接至10米多高的汽機房經大氣管道而排出， 這樣軸加風機排出的小于50 ℃的汽、氣混合物在排向大氣的過程中凝結成水又返回。針對這種情況， 進行系統改造，在軸加風機出口排廠房外管道豎直部分最低點設置疏水罐，并連接疏水管直接排地溝，及時將排汽管中的凝結水排出，使這一問題得以解決。

總上分析，運行調節好軸封系統，對機組安全性、經濟性運行都至關重要，希望我們運行人員從細節出發，精心謹慎，全面考慮，做到減少事故提高機組效率。