600MW机组轴封、真空系统.docx

600MVWL组轴封、真空系统施晶一、真空系统在火电厂蒸汽动力循环中，降低汽轮机排汽终参数（排汽压力、排汽温度）是提高机组循环热效率的措施之一，最常用和最有效的方法是设置凝汽器，让汽轮机的排汽排入凝汽器中，并用循环水来冷却，使其凝结成水蒸汽在凝结时，体积急剧减小，因而凝汽器内会形成高度真空为使凝汽器能正常工作，用真空泵不断地将漏入凝汽器中的空气抽走以免漏入的空气积聚，使凝汽器的压力升高，同时避免漏入的空气影响传热效果 （凝汽器实际能达到的排汽温度tc=twi + At+ St=进入凝汽器的冷却水温度+ 循环水温升+凝汽器的端差）故汽轮机启动冲转前，需要在汽轮机的汽缸内和凝汽器中建立一定的真空度在正常运行时也需要不停地将通过不同途径漏入汽轮机真空系统中的不凝结气体连续不断的抽出以便维持凝汽器中的真空度，使机组一直保持高效率运行真空系统的作用：1） 、在机组启动初期建立凝汽器真空；2） 、在机组正常运行中保持凝汽器真空，确保机组安全经济运行真空系统的流程：凝汽器中真空的形成主要原因是汽轮机的排汽被冷却凝结成水， 其比容急剧减少如蒸汽在绝对压力4Kpa时蒸汽体积比水大3万多倍，当排汽凝结成 水，体积大为缩小，就在凝汽器中形成了高度真空。

凝汽器内真空的形成和 维持必须具备三个条件：1）、凝汽器钛管必须通过一定冷却水量；2）、凝结水泵必须不断地把凝结水抽走，避免凝汽器热井水位升高，影响蒸汽的凝结；3）、真空泵必须不断地把漏入的空气和排汽中的其它不凝结气体抽走凝汽设备在运行中必须从各方面采取措施以获得良好的真空 但是真空的提高并非越高越好，而是有一个极限这个真空的极限由汽轮机最后一级叶 片出口截面的膨胀极限所决定当通过汽轮机最后一级叶片的蒸汽已达膨胀 极限时，如果继续提高真空不仅不能获得经济效益反而会降低经济效益 凝汽器的极限真空和最佳真空极限真空：当凝汽器真空提高时，汽轮机的可用给将受到汽轮机末级叶 片蒸汽膨胀能力的限制当蒸汽在末级叶片中膨胀达到最大值时，与之相对 应的真空叫极限真空最佳真空是指超过该真空值再提高真空所消耗的电力大于提高真空后汽 轮机多做功所获得的经济效益时的真空汽轮机真空下降的原因大概有：1) 、真空系统不严密有泄漏；2) 、凝汽器水位过高；3) 、循环水量少或中断；4) 、真空泵故障效率降低；5) 、轴封供汽压力低或中断汽轮机真空下降的危害：1) 、汽轮机排汽压力升高，可用焓降减小，不经济，同时使机组出力降低；2) 、汽轮机排汽温度上升，排汽缸及轴承座受热膨胀，可能引起中心变化，产生振动；3) 、汽轮机排汽温度过高可能引起凝汽器钛管松弛，影响真空系统的严密性；4) 、可能使纯冲动式汽轮机轴向推力增大；5) 、真空下降使排汽的容积流量减小，对末几级叶片工作不利，末级要产生脱流及旋流，同时还会在叶片的某一部位产生较大的激振力，有可能损坏叶片，造成事故。

二、水环真空泵我厂所采用的抽汽设备是水环式真空泵，这种泵主要用来抽真空及输送气体介质，它既可作为压缩机又可作为真空泵水环泵工作之前需要在泵内灌注一定量的水，这一定量的水是水环泵正常工作不可缺少的它起着传递能量的媒介作用，被称为工作介质或工作液体，工作介质通常用水，所以称之为水环泵其工作原理如下：由于叶轮偏心装在壳体中，随着叶轮的旋转，工作介质在壳体内形成液环，它的容积也是不断由小变大，再由大变小当在壳体的适当位置上开设吸气口和排气口，在小空间的容积由小变大的过程中，使之与吸气管相通，就会不断地吸入气体当这个空间由大变小时，使它密封，这样吸进来的气体随着空间容积的缩小而被压缩气体被压缩到一定程度，亦即小空间的容积减小到一定程度，使它和排气管相通，即可排出已被压缩了的气体水环泵也就完成吸气、压缩和排气这三个连续过程在吸气区，工作介质在叶轮推动下获得圆周速度，并从叶轮中流出，同时从吸气口吸入气体；在压缩区，工作介质速度下降，同时进入叶轮中，压力上升，气体被压缩由此可见，在整个工作过程中，工作介质起着传递能量的作用随着气体的排出，同时也夹带一部分液体被排出，所以必须在吸气口补充一定量的水，使水环保持恒定的体积。

并借以带走热量，起冷却作用水环泵工作时，叶片搅动液体而产生很大的能量损失，称为水力损失，损失的能量几乎等于压缩气体所耗之功因此，水环泵效率很低（ 30— 40%） 这种真空泵的特点是：结构简单，不需要吸、排气阀，工作平稳可靠，气量均匀，缺点是效率低真空泵工作时，必须不断地供应冷却水，以便充灌液环，并带走由于气体压缩而产生的热量由于一部分水与气体一起离开真空泵，这部分水在气水分离器分离后，可以继续使用三、 真空破坏门及真空严密性试验真空破坏门A、B位于汽机运转层，真空破坏门 A在汽机中压缸与低压缸1 之间， 真空破坏门 B 位于低压缸 1 与低压缸 2 之间 为了真空系统的严密性真空破坏门门杆采用水密封，密封水来自凝结水真空破坏门真空破坏门受DCS空制也接受值班员手动开关信号，但真空破坏门的开关受到逻辑条件的限制，当汽轮机脱扣、汽轮机转速）1500rpm＞凝汽器背压＜ 20kpa三个条件同时满足时，真空破坏门自动开启；当汽轮机转速＜ 1500rpm、凝汽器背压〉15kpa 二个条件任一满足时，真空破坏门自动关闭如值班员需手动操作，必须在开关真空破坏门的同时将其闭锁，否则真空破坏门将按照自动控制逻辑执行动作。

真空严密性试验1、真空严密试验每月进行一次，汽机检修前、后各进行一次2、真空严密性试验由值长批准，机组值班员监护，巡操员执行操作3、真空严密性试验要求：负荷 350〜600MW运行工况稳定，各参数正常，凝汽器压力＜ 5kPa真空严密性试验步骤1、记录试验前的凝汽器真空、大气压力和排汽温度等参数2、运行人员到现场，手动关闭凝汽器 A/B侧抽气门TD070A/B,从阀门全关开始记录3、每分钟记录一次凝汽器背压和排汽温度4、 10 分钟后，手动开启 TD070A/B5、将 10 分钟记录的数据相加，取平均值，其真空下降值应低于标准值，每分钟＜ 0.15kPa真空严密性试验注意事项1、试验时必须做好分工，现场 TD070A/B处应有人准备好，需要时快速打 开阀门2、试验过程中，如发现真空下降较快，降到 15kPa时，应立即手动开启 TD070A/B,中止试验，查找真空急剧下降的原因，消除后方可以再次试验3、试验中应严密监视机组运行工况，发现异常立即停止试验4、试验过程中备用泵不应自启动，如备用真空泵自启动，试验不能进行下去，应先校验备用泵自启动定值四、有关控制逻辑真空泵自动跳闸：真空泵可温腼鹿高胃55100 C真空泵前轴承温度高＞100 c真空泵跳闸真空泵后轴承温度高＞ 100 c真空泵进口工作液温度高＞ 60 C分离器水位低550mm功能组OFF信号备用真空泵自启动:凝汽器背压＜ 25KPa------凝汽器启动抽气门（DT07。

关闭凝汽器背压升到25KPa汽机自动减负荷，背压升到40kPa,负荷减到零凝汽器背压〉50kPa------汽轮机脱扣凝汽器背压〉70kPa------给泵A/B脱扣、低旁将脱扣辅汽压力〉10bar辆汽温度〉225 c冷再压力v 16bar—汽轮机转速〉3rpm功能组ON彳乃*轴封辅汽进汽门（GS003）轴封辅汽进汽门（GS003）关功能组关指令功能组开指令冷再母管压力＞13bar轴封冷再进汽门（GS001）开冷再母管压力v 13bar轴封冷再进汽门（GS001）关五、轴封系统再热蒸轴封蒸汽系统组成：轴封蒸汽是用于对汽轮机转子轴颈及主蒸汽、汽阀门门杆的密封对高压区域而言：是为了防止高温、高压蒸汽泄漏以及造成热损失和对厂房的污染对负压区域而言，则为了防止空气漏入，影响凝汽器的真空因此在汽轮机抽真空时，必须先投入轴封系统，而在真空未破坏的情况下轴封蒸汽是不能中断的机组停机时先破坏真空，等真空到零或 接近零时再停轴封汽轴封系统的作用：1、 防止汽缸内蒸汽和门杆漏汽向外泄漏， 污染汽机房环境和轴承润滑油油质2、 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3、 防止空气漏入汽缸的真空部分。

在机组启动及正常运行期间，保证凝汽器的抽真空效果及真空度 在汽轮机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，造成大轴弯曲轴封系统的流程：我厂轴封蒸汽有三路汽源，一路来自辅助蒸汽系统，作为机组启动时汽 源一路来自自身汽；当机组负荷较高时，高压主汽门门杆漏汽将倒入轴封 系统母管由于轴封蒸汽的压力很低，高负荷时，高压主汽门门杆漏汽基本 可满足轴封需要因而机组在高负荷运行时，轴封蒸汽压力调整门通常处于 关闭位置另一路来自冷段再热蒸汽系统，冷再汽作为正常运行汽源，经过 减压后，通过轴封汽进汽压力调整门送到轴封蒸汽母管轴封蒸汽母管分为 两段，高温段和经过喷水减温的低温段高、中压缸轴封用高温轴封汽；两 个低压缸和两个给泵汽轮机用低温轴封汽机组正常运行时，由于来自冷段再热蒸汽和高压门杆漏气的温度较高，直接用作低压缸轴封蒸汽，有可能造成排汽缸温度过高，我厂轴封蒸 汽母管上装有喷水冷却器，轴封系统温度调节由凝结水系统通过轴封减温水隔绝阀到轴封减温水调门，控制轴封汽温度为 150℃，同时轴封汽温度不能过低， 否则如温度低于轴封汽压力下饱和温度， 这会造成轴封汽带水，引起润滑油油中带水等一系列危害，因此轴封汽温度应有 50 ℃过热度，所以要保证轴封蒸汽温度维持在 150℃。

汽轮机本体轴封及给泵汽轮机轴封：1、 高压缸轴封汽轮机高压缸在正常运行工况下，大轴周围的空间均为正压，汽封的目的是防止高温蒸汽沿轴端向外泄漏高压缸轴封正常运行时用高温段轴封汽及高压主汽门门杆漏汽，轴封内侧泄漏出来的蒸汽汇合成一根总管接至五级抽汽管上轴封外侧泄漏出来的蒸汽汇合成一根总管接至轴封排汽母管，轴封排汽母管接至轴封加热器2、 中压缸轴封汽轮机中压缸在正常运行工况下，缸内处于正压状态在机组启动抽真空期间，处于真空状态因而中压缸的轴封蒸汽起压力密封和真空密封的作用中压缸轴封正常运行时用高温段轴封汽，轴封外侧泄漏出来的蒸汽汇合成一根总管接至轴封排汽母管，轴封排汽母管接至轴封加热器3、 低压缸轴封在各种工况下，两个低压缸内部均处于真空状态汽封是防止空气漏入破坏真空的低压缸轴封正常运行时用低温段轴封汽，轴封外侧泄漏出来的蒸汽汇合成一根总管接至轴封排汽母管，轴封排汽母管接至轴封加热器4、 给泵汽轮机轴封在正常工况下，给泵汽轮机 A、 B 内部均处于真空状态汽封是防止空气漏入破坏真空的低压缸轴封正常运行时用低温段轴封汽，轴封外侧泄漏出来的蒸汽汇合成一根总管接至轴封排汽母管，轴封排汽母管接至轴封加热器。

汽轮机在运行中轴封汽是不能中断的， 正常运行时使用冷再蒸汽 机组起动前由于冷再汽尚不能满足轴封蒸汽的要求，而使用辅助蒸汽，辅汽同时也作为轴封汽的备用汽源轴封辅汽进汽门前有一个带液位开关的气控疏水伐（ GS005） ，机组正常运行时该路汽源。