电厂汽轮机轴封间隙漏汽问题及解决策略

摘要：介绍了汽轮机轴封漏汽的危害及运行中注意的问题，通过有效的措施提高了机组运行的安全性和经济性，阐明了解决汽轮机轴封漏气的实际意义。

关键词：电厂 汽轮机 轴封系统 漏气 汽封

前言

汽轮机作为电厂三大件之一，在电力生产中起着极其重要的作用，它是一种以蒸汽为工质，并将蒸汽的热能转化为机械能的旋转机械。为了避免汽轮机动、静部件之间的碰撞，必须留有适当的间隙。这些间隙的存在又必然产生漏汽使效率降低，为了解决这一矛盾，在汽轮机动静部件之间的间隙处安装密封装置，即汽封，而轴封是汽封的一种。

轴封又分为高压轴封和低压轴封。高压轴封的作用是阻止蒸汽从汽缸向外泄漏。低压轴封的作用是阻止外界空气漏入汽缸，引起凝汽器真空降低和凝结水水质不良。轴封漏汽除了使机组热损失增大外，严重时还会使轮机功率下降，对汽轮机的安全经济运行也有很大的威胁。如高压端部轴封漏汽过大，蒸汽会顺着轴流入轴承中，直接加热轴承同时使油中混入水分，油质恶化，破坏轴承，使轴承钨金融化造成严重事故。如隔板轴封破坏，漏汽增大，会增大叶轮前后的压力差，增加轴向推力。低压端轴封漏汽过大，会使汽轮机处在低真空下运行，经济性显著下降，排汽温度升高，汽轮机振动加大和轴向推力增加。

1. 轴封运行中存在的主要的问题

1.1.汽轮机转子在弯曲或振动超过允许值的情况下不准允许。

1.2.经常检查给水及蒸汽的品质，以防汽轮机内部结垢。

1.3.不允许汽轮机运行工况经常性剧烈的变化。

1.4.经常注意汽缸的保温完整。

1.5.不允许汽轮机长时间空转和在排汽温度过高、排汽温度剧烈变化的情况下长时间运转。

1.6.防止转子发生较大的轴向位移，轴向位移超过允许值时必须迅速停机。

2. 汽轮机轴封漏汽的影响因素和解决方法

汽轮机轴封汽投用正确与否直接涉及到汽机真空、胀差，振动和转子寿命等多方面。为了有效解决以上几个问题，应该从以下几个环节抓好。

2.1.冷态启动中轴封汽的投用时间的确定。

冷态启动中轴封汽的投用必须恰当，其时间必须与锅炉方面相匹配。过早地投用轴封汽，虽然汽机处于连续盘车，产生转子热弯曲的程度极小。但供汽时间过长，会使轴封汽漏入汽缸后，上下壁温差上升，动静间隙变小，容易引起动静部件摩擦，造成启动时间的延误或启动过程中引起机组振动增大。而且长时间供汽转子膨胀较多，冲动时转子与汽缸相对膨胀正值增大，这对机组启动也是不利的。我们在启动中大、小机轴封一起供汽，但小机盘车投用率又低，轴封汽长时间投用对小机更不利。所以轴封汽供汽时间时我们在机组启动中值得探讨的。往往我们在锅炉上水后即开始操作轴封汽的投用。以6月份#6机组启动时间为例，15：40’投用轴封汽，17：16’锅炉点火，直至21：31’机组冲转，近6小时的轴封汽供汽时间，这对冲转后#4瓦的振动偏大不无关系。所以要根据锅炉的操作来确定轴封汽投用时间。本人认为冷态启动轴封汽的投用只需在锅炉点火后某段时间内即可。而且，轴封投用后，我们必须定时对比汽缸上、下缸温差的变化，它也是衡量冷态启动轴封汽投用时间长短的一个重要参数。

2.2.轴封汽参数的确定

轴封供汽与汽轮机转轴直接接触，其温度直接影响转子的膨胀或收缩，我们在机组启动中轴封汽源一般采用辅汽，轴封汽压力一般在23Kpa左右，高中压轴封温度均在250℃以上，虽然蒸汽过热度能符合大于13.9℃以上，但对于大修或长时间停运机组，其高中压轴封汽温度偏高，易超过转子温度的最大温差在允许范围167℃，对转子寿命不利。我们应该采用辅汽至轴封汽减温水来调节高中压轴封汽温度，减少温差。

热态启动中，轴封处是受热冲击最严重的部分之一。热态启动中，轴封段转子温度较高（一般仅比调节级温度低30～50℃），必须采用与其相匹配的轴封汽温度。如果轴封汽温度与金属温度失配，或使大量低温蒸汽经轴封处进入汽缸，则会使轴封转受冷却而收缩，，不仅使转子上产生较大热应力，还会引起轴向间隙减少，甚至出现动静摩擦。所以采用与之相匹配的轴封汽温度，有效控制高压差胀。在热态启动中轴封汽送入的好坏，我们必须对比差胀的变化趋势来判断，它是衡量热态启动轴封汽参数的一个重要参数。现在我们在热态启动中投用轴封汽后往往忽视差胀这个参数。根据辅汽参数，轴封段温度在350℃以上（调节级温度380℃左右时），能否把辅汽供轴封汽切换成主汽管道来供轴封汽，以此来提高轴封汽温度，我认为值得实验推荐。

2.3.投用轴封汽前管道疏水

在投用轴封汽前，必须对轴封供汽管道中进行充分疏水，尤其是热态启动中，转子与水直接接触，会出现临时热弯曲，而引起冲转时振动增大。对于采用辅汽供轴封蒸汽时，可采用打开辅汽到轴封汽调节阀及旁路阀后疏水放水阀，观察它有蒸汽冒出后，才可切换至疏水阀，说明该段疏水已充分。同时我们不能忽略另外两路供汽汽源的隔离阀后疏水阀，轴封汽进入汽机前的高中压轴封疏水，低压轴封及低压轴封减温水后疏水。根据多次操作经验，投用轴封汽前，高中压轴封滤网，尤其是低压轴封汽滤网积水较多，更不能忘记操作。同类型机组在热态启动中就出现过由于低压缸疏水不畅引起在中速暖机前出现#3、#4瓦振动超限而延误开机。

3. 解决汽轮机轴封漏汽意义

能源是国民经济的基础，节约能源是我国的一项基本国策。我国是一个能源生产大国，也是一个能源消耗大国。因此，节能降耗对我国国民经济至关重要。作为我国能源支柱产业的电力行业进行能源有效利用，对于节约能源改善环境，增加电力供应具有很大的意义。而电力行业中最重要的设备汽轮机的级中，约有1/3的损失来自于漏气损失，占有相当大的比重。所以说解决汽轮机轴封漏气问题能有效的提高了汽轮机运行的经济性和安全性，是我国电力行业中必须要重视解决的问题。

参考文献：

[1]吉林热电厂.高压汽轮机检修[M].北京：水利电力出版社.1978.

[2]冯和平，张瑞林.迷宫密封引起的气流白激力及其对转子轴承稳定性的影响[C].第二届全国机械设备故障诊断学术会议论文集，1988.06.

[3]梁柱，邓雨生，柯史壁.汽轮机轴封漏汽的原因分析及改进措施[J].电站辅机.2011.02.

作者简介：

张伟（1983— ），男（汉族），山东枣庄人，毕业于山东科技大学机械电子工程学院，工学学士学位。现任职华电国际十里泉发电厂，工程师，主要从事运行工作管理，负责汽轮机运行维护和人员全能培训工作。