600MW汽轮机轴封系统简介及投停操作注意事项

张天保

（内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司，内蒙古 托克托 010206）

一、汽轮机轴封系统简介

（一）汽轮机轴封系统作用

汽轮机轴封的主要作用有两方面:（1）由于低压缸排汽直接进入凝汽器，轴封能防止空气漏入影响凝汽器真空、使真空泵功耗增加、凝汽器热效率降低； 同时真空下降，排汽压力将升高，排汽温度升高；（2）由于高中压缸蒸汽压力高，轴封能防止蒸汽从轴端向外泄漏, 避免润滑油系统进水。

（二）轴封系统结构

某发电厂三、四期四台汽轮机均采用东方汽轮机厂制造的600 MW亚临界、直接空冷凝器式机组。轴封系统主要组成部分有：轴封汽源、轴封减温水、轴加、轴封溢流阀等设备及附属管道构成。本机组轴封系统汽源有三路：一路汽源为各门杆漏汽，一路汽源来自低辅联箱，另一路来自主蒸汽管道。低压轴封母管上装有减温器。两个低压缸的前、后端轴封均有3 段汽室。高中压缸轴封分为前后轴封，前轴封有6段5个汽室，其中第3汽室漏汽接至四抽管道，前轴封漏汽引回至母管，后轴封有5段汽室。

二、轴封系统控制方式

（一）轴封系统压力的控制

轴封系统的压力由一个PID 控制，调整主、辅汽两路汽源调门开度及汽封溢流调门的开度。运行人员可根据具体情况，手动和自动方式下进行切换。正常运行时主汽轴封进汽阀压力设定值为35KPa，辅汽轴封进汽阀压力设为45KPa，轴封溢流阀压力设为45KPa。

在机组启动时，主蒸汽过热度较低，不满足轴封供汽条件，主汽至轴封供汽未投入，各门杆漏汽量小、压力低,无法维持轴封系统运行。此时应先投入辅汽至轴封汽源，并维持轴封母压力、温度正常。机组启动后期负荷的增加，各门杆漏汽流量增加压力升高，可逐步实现自密封，此时可逐渐关小辅汽至轴封汽源。轴封系统仿照汽轮机调节系统引入了一定的“重叠度”，这样可避免负荷大幅波动或者其他情况时，出现轴封汽源供汽调门全关后，轴封溢流调门仍未开启；溢流调门开启后造成压力突降，轴封汽源供汽调门又突开，轴封汽源供汽调门及溢流调门频繁开关，造成轴封压力大幅波动。轴封溢流调门与凝汽器相连，压力高时泄压至凝汽器。轴封回汽进入轴封冷却器中冷凝后，通过多级水封进入排汽装置。轴封冷却器配有2台互为切换备用的轴抽风机，用以抽出轴封冷却器中的不凝气体，维持系统负压状态。轴封系统中还设置了6处疏水阀，在轴封系统刚启动时暖管疏水, 保证系统的安全。

（二）轴封系统温度的控制

轴封系统的温度控制主要是参照汽轮机金属温选择汽源温度，如两者温差过大会因为应力降低汽轮机部件的使用寿命，还会造成胀差超限，造成动静摩擦、转子损坏事故。本机组轴封减温水安装在低压轴封供汽母管上，通过调门控制减温水量调整低压轴封温度。

为了避免因轴封投运造成的汽轮机不安全事故，在机组启动过程中对汽封供汽的温度有严格要求，制定了轴封供汽温度的标准如下：（中压缸启动）

冷态：缸温＜305℃ 停机时间≥72h 150℃≤轴封温度≤260℃

温态：305℃≤缸温＜420℃ 停机时间48h 150℃≤轴封温度≤260℃

热态：420℃≤缸温＜490℃ 停机时间8h 150℃≤轴封温度≤260℃

极热态：缸温≥490℃ 停机时间1h 208℃≤轴封温度≤375℃

三、轴封系统投停及注意事项

（一）轴封系统投运

确认大机盘车投入连续运行，循环水系统、凝结水系统投入运行、轴冷多级水封已注水。关闭杂项母管至轴封减温手动水门、轴封至高压缸、中压缸供汽手动门、轴封至小机供汽手动门。开启轴封溢流调整门旁路门，轴封溢流至排汽装置电动门，轴封至两个低压缸供汽手动门、开启各路疏水门。稍开轴封汽源供汽门，进行系统疏水。疏水结束后，关闭各路疏水旁路。启动轴冷风机，调整负压正常，初期可维持在-2～-3kPa之间，调整轴封减温水时应缓慢并注意监视轴封温度，稳定后投入轴封温度自动控制，维持轴封温度在121～177℃间。当轴封母管温度接近缸温金属温时，缓慢开启轴封至高、中压缸供汽手动门，就地检查高中压缸轴封处有无冒汽、回汽正常。关闭轴封溢流调整门旁路电动门，将轴封溢流调整门投自动，设定定值50kPa，开启轴封汽源调整门时应缓慢，并注意压力变化，维持压力在35～45kPa间。压力稳定后投入辅汽至轴封供汽调整门自动，并将压力设定在45kPa。期间可对主汽至轴封供汽管路进行疏水暖管，主汽参数满足轴封供汽要求后，将主汽供轴封调整门投自动，压力设定值设定35kPa，投入备用。

（二）轴封系统停运

确认排汽装置真空为零，关闭主汽至轴封供汽、辅汽至轴封供汽，关闭轴封减温水，停运轴抽风机，关闭轴封至高压缸供汽手动门，关闭轴封至中压缸供汽手动门，关闭轴封至低压缸供汽手动门，关闭主机轴封至小机轴封汽源门。开启轴封系统各路疏水，轴封系统已停运，轴封压力降至零，母管温度逐渐下降，否则校验手动门。

四、机组启停过程中轴封系统投停操作不当引起的事故分析

（一）某厂6 号机停机后润滑油系统进水事件

2018 年07 月08 日，某厂7 号机滑参数停机后由于低压轴封供汽未及时关闭导致润滑油进水事件。

原因分析：发现润滑油箱油位上升后，立即将轴封至两各低压缸供汽手动门关闭，轴封压力由3.3kPa 上升至82kPa，经排查轴封汽源关闭，此时主汽门前压力8.79MPa，中联门前压力0.15MPa，就地测量轴封系统相关阀门温度，两侧主汽门门杆漏汽管道温度明显高于其他汽源，分析主汽门关闭不严。由于主汽门不严、两个轴封至低压缸供汽手动门未关闭，蒸汽经门杆漏汽进入轴封系统。

（二）某厂12 号机启机投轴封过程中主机润滑油进水事件

2018 年1月23 日，某厂12 号机组冷态启动，轴封系统投运时，操作人员未对两个低压缸轴封回汽门及高中压缸轴封回汽门进行检查，操作票要求开启实际在关闭状态，导致轴封无法回汽，最终造成润滑油水分严重超标、机组延迟并网。

原因分析：值班人员对轴封系统投运操作不熟悉，在投运过程中误认两个低压缸轴封回汽门及高中压缸轴封回汽门在开启状态，并未做检查继续执行轴封投运操作，最终导致主油箱油中进水。

（三）某厂8号机启动过程中轴封减温水操作不当造成一瓦轴封漏汽

2019年03月28日，某厂8号机启动过程中，轴封投运时轴封温度、压力并不稳定，投入轴封减温水自动，并未进行跟踪监视。导致轴封温度、压力摆动大，最终造成一瓦轴封漏汽。

原因分析：集控值班人员在轴封系统投运过程中，对轴封系统参数关注不够，轴封压力、温度不稳定时盲目投入自动，轴封温度、压力摆动过大，最终导致轴封漏汽。

（四）轴封系统投停注意事项

1.轴封系统投运前按照规程规定，选择合适的轴封供汽温度，冷态（150～260℃），热态（208～375℃），与汽缸金属温相匹配。冷态启动时过热汽过热度不满足要求，由辅汽供。当过热度大于50℃，轴封汽源可由主汽供。

2.禁止在转子静止状态下送轴封。若盘车故障，转子停转后，立即破坏真空，并将轴封系统停运。

3.轴封投运前，严格执行操作票，使疏水排尽。

4.汽轮机热态启动时，必须先投入轴封，后进行抽真空操作。

5.汽轮机真空下降至零后，方可停止轴封系统。

6.汽轮机温态启动、汽轮机热态启动时，轴封母管供汽温度大于208℃后方可开启轴封至高中压缸供汽手动门。

7.启停机过程中，为防止汽轮机进冷汽、冷水，应重点监视轴封系统压力、温度正常。

结语

汽轮机轴封作为汽轮机的重要组成部分，对汽轮机的稳定运行有着重要影响，轴封系统及其操作并不复杂，但经常出现很多问题：转子弯曲、轴振动、真空系统问题、润滑油系统进水、轴瓦漏汽等。多数由于运行人员监视参数不到位，最终导致异常事故发生，延误了并网时间。本文旨在通过介绍轴封系统的结构，以及轴封系统投停操作方法、注意事项。以便从业者熟知系统投停流程，掌握系统的工作原理，在轴封系统投停过程中更好的控制危险点。