300MW汽轮机自密封系统说明书.docx
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300MW汽轮机自密封系统说明书
汽轮机自密封汽封系统说明书D300N-000155FSM编制校对审核标审录入员冯玲
版本号:
A密级：
工厂秘密
东方汽轮机厂
N300-16.7/537/537-8型汽轮机
自密封系统说明书
D300N-000155AASM
编号
第全册
2005年4月
编号
D300N-000155AASM
编制
校对
审核
会签
审定
批准
目录
序号
章-节
名称
页数
备注
1
0-1自密封汽封系统说明书
10
0-1自密封汽封系统说明书
1概述
汽轮机汽封系统的主要作用是为了防止蒸汽沿高、中压缸轴端向外泄漏，甚至窜入轴承箱致使润滑油中进水；防止空气漏入汽缸而破坏机组的真空。
自密封汽封系统是指在机组正常运行时，由高、中压缸轴端汽封的漏汽经喷水减温后作为低压轴端汽封供汽的汽轮机汽封系统。
多余漏汽经溢流站溢流至低压加热器或凝汽器。
在机组启动或低负荷运行阶段，汽封供汽由外来蒸汽提供。
该汽封系统从机组启动到满负荷运行，全过程均能按机组汽封供汽要求自动进行切换。
自密封汽封系统具有简单、安全、可靠、工况适应性好等特点。
2系统组成及主要设备
该系统由轴端汽封的供汽、漏汽管路，主汽阀和主汽调节阀的阀杆漏汽管路，中压联合汽阀的阀杆漏汽管路以及相关设备组成，详图见相应工程自密封系统图（图号D300N-005005×，×代表英文字母A、B…AA、AB…）。
轴封供汽采用三阀系统，即在汽轮机所有运行工况下，供汽压力通过三个调节阀即高压供汽调节阀、辅助汽源供汽调节阀和溢流调节阀来控制，使汽轮机在任何运行工况下均自动保持供汽母管中设定的蒸汽压力。
辅助汽源供汽站选用了两种汽源供汽，除机组本身的再热冷段外，还增加了本机组以外的辅助蒸汽供汽，机组启动或低负荷运行时由辅助蒸汽经辅助汽源站调节阀，进入自密封系统。
上述三个调节阀及其前后截止阀和必需的旁路阀组成三个压力控制站。
此外，为满足低压缸轴封供汽温度要求，在低压轴封供汽母管上设置了一台喷水减温器，通过温度控制站控制其喷水量，另外在温度控制站设置旁路，保证在温度控制站出故障时可以打开旁路截止阀提供喷水，从而实现减温后的蒸汽满足低压轴封供汽要求。
本系统所有调节阀执行机构统一采用电动或者气动,由DCS控制。
其中：
电动执行机构工作电源380VAC，总容量0.6kW；气动执行机构气源压力0.6~0.8MPa（a）（a表示绝对压力，以下同）。
调节阀及执行机构均采用进口件，性能稳定，运行可靠。
为保证主汽供汽站在机组正常运行中始终处于热备用状态，在调节阀前设有带节流孔板的旁路，正常运行时，汽封供汽母管中蒸汽经带节流孔板的旁路进入压力控制站，使之保持热备用状态。
本系统还设置一台汽封加热器及两台轴封风机（其中一台备用），用于抽出最后一段轴封腔室漏汽（或气），并维持该腔室微负压运行。
为了防止杂质进入轴封，各供汽支管上设有Y型蒸汽过滤器。
系统供汽母管还设有一只安全阀，安全阀整定压力为0.3MPa（a），可防止供汽压力过高而危及机组安全。
3系统运行
3.1启动准备
3.1.1关闭各压力调节站，接通供汽汽源，调节站前供汽管道暖至过热温度。
3.1.2确认系统仪器仪表正常。
3.1.3确认汽轮机盘车已投入。
3.1.4凝结水再循环已建立。
3.1.5打开各压力调节阀及温度调节阀前后的手动和电动截止阀。
3.1.6接通电动调节阀以及相应的供电电源；如为气动调节阀，接通气源以及相应控制电源。
3.1.7开启汽封加热器冷却水（凝结水）管路手动闸阀，汽封加热器投入运行。
3.1.8开启轴封风机，开启风机进气管路电动蝶阀，风机正常投入运行（只投一台，另一台备用），汽封回汽管路维持负压，压力调整至约-5kPa（g）（g表示表压，以下同）。
3.2启动
3.2.1冷态启动、热态启动
3.2.1.1冷态启动采用辅助汽源站供汽。
3.2.1.2确认高压汽源供汽站和溢流站调节阀关闭后，开启辅助汽源供汽站调节阀管路上的电动截止阀，供汽系统正常投入，并按下述步骤自动运行：
a）盘车、冲转及低负荷阶段
汽封供汽来自辅助汽源，供汽母管压力维持在0.123MPa（a）。
b）25%负荷到60%负荷阶段
当机组负荷升至25%额定负荷时，此时再热冷段已能满足全部汽封供汽要求，供汽由再热冷段提供，并自动维持供汽母管压力0.127MPa（a）；如辅助汽源参数满足供汽要求，也可由辅助汽源继续为汽封母管供汽。
c）60%以上负荷阶段
当负荷增至60%以上时，高中压缸轴端漏入供汽母管的蒸汽量超过低压缸轴端汽封所需的供汽量。
当蒸汽母管压力升至0.13MPa（a）时，所有供汽站的调节阀自动关闭，溢流站调节阀自动打开，将多余的蒸汽通过溢流控制站排至凝汽器。
至此，汽封系统进入自密封状态，汽封母管压力维持在0.13MPa（a），正常运行时应关闭再热冷段管路上电动截止阀。
3.2.2极热态启动
3.2.2.1若机组有符合温度要求的辅助汽源，汽封供汽由辅助汽源站供给。
若机组辅助汽源的参数达不到要求，汽封供汽由高压汽源站供给。
3.2.2.2若采用高压汽源供汽站供汽，确认辅助汽源供汽站和溢流站调节阀关闭后，开启主汽供汽站调节阀管路上的电动截止阀，供汽系统正常投入，并按下述步骤自动运行:
a）盘车、冲转及低负荷阶段
汽封供汽来自主汽供汽站，供汽母管压力维持在0.118MPa（a）。
b）25%负荷到60%负荷阶段
当机组负荷升至25%额定负荷时，此时再热冷段已能满足全部汽封供汽要求，供汽切换成由再热冷段提供，并自动维持供汽母管压力0.127MPa（a）。
c）60%以上负荷阶段
当负荷增至60%以上时，高中压缸轴端漏入供汽母管的蒸汽量超过低压缸轴端汽封所需的供汽量。
此时，蒸汽母管压力升至0.13MPa（a），所有供汽站的调节阀自动关闭，溢流站调节阀自动打开，将多余的蒸汽通过溢流控制站排至凝汽器。
至此，汽封系统进入自密封状态，汽封母管压力维持在0.13MPa（a），正常运行时应关闭再热冷段管路上电动截止阀。
3.2.3机组甩负荷阶段
机组甩负荷时，分以下两种情况处理:
a）若机组有符合温度要求的备用辅助汽源，汽封供汽母管压力降至0.123MPa（a），溢流调节阀关闭，汽封供汽由辅助汽源站供给。
b）若机组无备用辅助汽源或辅助汽源的参数达不到要求，此时辅助汽源和再热冷段供汽不能利用，必须关闭辅助汽源站调节阀前的电动截止阀，汽封供汽母管压力降至0.118MPa（a），溢流调节阀早已自动关闭，高压供汽调节阀自动打开，供汽由主汽供汽站即高压汽源调节站供给。
3.2.4温度调节站的投运
在所有运行工况下，温度调节站均自动维持低压汽封腔室处温度在130～180℃范围（整定值150℃）。
3.2.5旁路阀的投运
当辅助供汽调节阀的节流压力低于额定值的25%时或汽封磨损后启动汽轮机时，为了获得足够的蒸汽流量来密封汽轮机，开启辅汽站旁路阀以补充蒸汽，当节流压力高到能自动保持汽封用汽时，旁路阀关闭。
如果旁路阀仍开启着，剩余蒸汽将通过溢流阀自动排入低加或凝汽器。
这种情况对汽轮机运行无任何影响，但将使电厂效率略有降低。
3.2.6蒸汽温度要求
3.2.6.1汽轮机辅助蒸汽参数的要求
序号
用途
蒸汽压力MPa（a）
温度（℃）
用于
汽源
1
暖机
约150~260
冷态启动
辅助蒸汽联箱
2
汽轮机
汽封
0.588~0.784
约240~450
极热态启动
约208~375
热态启动
约150~260
冷态启动
3.2.6.2汽轮机汽封温度要求
为了限制汽封蒸汽温度和汽轮机转子温度的不协调，供汽温度必须满足要求。
通常在绝对压力为0.127MPa的汽封母管中，汽封蒸汽温度允许比金属温度高167℃或低于167℃。
汽封蒸汽和转子的温差过大，会引起汽封区转子表面高的热应力，每一热应力循环损耗一部分金属交变寿命，而转子上温差过大的重复出现会引起转子表面的热疲劳裂纹；同时，温差过大将引起转子和静子部件间过大的胀差。
3.2.6.3具体的蒸汽温度要求
汽轮机冷态时（当汽轮机调节级后汽缸内壁温度低于150℃）：
汽封母管压力下的最高蒸汽温度为260℃，汽封母管压力下的最低蒸汽温度为150℃。
汽轮机热态时（当汽轮机调节级后汽缸内壁温度高于150℃）：
汽封母管压力下的最高蒸汽温度为375℃，汽封母管压力下的最低蒸汽温度为208℃（汽封漏汽的最高温度减去167℃）。
汽轮机极热态时（当汽轮机调节级后汽缸内壁温度高于400℃）：
汽封母管压力下的最高蒸汽温度为450℃，汽封母管压力下的最低蒸汽温度为240℃。
上述参数要求见图0-1-1。
图中阴影部分表示该温度范围为汽轮机冷态、热态、极热态三者汽封温度重叠部分，如辅助汽源温度能控制在该范围内，可满足汽轮机所有启停过程。
3.3事故调整
3.3.1为了防止系统发生供汽超压事故，在供汽母管上设置了整定压力为0.3MPa（a）的带散热器弹簧全启式安全阀。
为保证安全运行，在汽封供汽母
管上应装设超压声光报警装置，报警压力为0.25MPa（a），以便对系统运行进行监视。
3.3.2汽封回汽压力调整
如果系统在运行过程中发现汽缸轴端漏汽，可以通过调节轴封风机的风门来保证汽封回汽腔室维持一定负压，约-5kPa（g）。
3.3.3当供汽站和溢流站调节阀故障时，可利用调节阀手轮及旁路阀对系统进行操作。
3.3.4在非正常工况情况下，如供汽调节阀旁路通道被开启，或供汽站调节阀处于开启状态，从而导致超过需要的蒸汽经供汽站进入供汽母管，不论哪一种情况，溢流调节阀将自动打开，如果溢流调节阀同时也发生故障，可打开溢流站旁路上的电动闸阀。
3.4系统停运
3.4.1确认汽轮机处于停机盘车阶段。
3.4.2切断全部供汽管路电动截止阀。
3.4.3切断减温站进水口调节阀。
3.4.4切断汽封调节阀电源或气源。
3.4.5确认所有疏水点畅通。
4安装和运行注意事项
4.1为了保证系统安全运行，各调节阀体、执行机构等元件制造厂已整定调整好，安装时不需拆卸。
4.2各蒸汽供汽控制站在阀后低位点应设疏水管，疏水管经节流装置进入凝汽器。
4.3喷水减温器后应设置疏水点，其位置应在喷水后至少2.5m处，疏水经节流装置进入凝汽器。
4.4喷水减温器喷水部分距低压汽封的最近距离为15～17m，喷水后提供5m以上的直管段，其管径应与喷水减温器壳体的直径相同。
4.5汽封系统的供汽调节站以前的管道应朝汽源（主蒸汽、辅助蒸汽和再热冷段蒸汽）方向向下连续倾斜，倾斜率为1/50。
如果这些管道没有倾斜连接到蒸汽源上，则在每个阀门的入口侧必须设有一疏水管，以防止水的积聚。
这一疏水管必须是装有节流孔的连续疏水管。
4.6所有汽封供汽管道应朝汽封压力调节站方向向下连续倾斜，斜率1/50，如果此管道系统中有低位点，应采用装有节流孔的连续疏水管，将疏水排到凝汽器。
4.7所有汽封和阀杆漏汽的汽--气混合物管道应朝汽封加热器方向倾斜，斜率1/50。
如果此管道系统中有低位点，应设置疏水点，并将疏水排至凝汽器。
4.8汽封加热器的蒸汽凝结水通过水封管排至凝汽器。
4.9轴封风机排风管在垂直上升前，从轴封风机起应有一向下的坡度到一低位疏水点，运行时，必须保证疏水畅通。
两台风机（其中一台备用）并联连接。
4.10供汽管道上的蒸汽过滤器应安装在水平位置。
4.11各调节阀压力控制信号取自供汽母管，温度控制信号取自汽封腔室。
若由于布置等原因，喷水减温器后的温度测点需布置在母管上，则测点距减温喷水部分不小于15m，力求靠近汽封腔室。
4.12同一去处的蒸汽管道可以合并，但管径需足够。
4.13所有管道应按规定进行吹扫，并保证清洁。
系统中管道和设备分别按JB/T4058-1999《汽轮机清洁度》中洁-3和洁-2执行。
4.14备用的一台轴封风机进口门一定要关闭。
4.15蒸汽过滤器应经常清洗。
4.16管道内介质温度低于420℃，采用20号钢管;高于420℃，采用合金钢管。
5各控制站调节阀整定和运行情况（见表0-1-1）。
表0-1-1
汽封母管压力
MPa（a）
高压汽源控制站
辅助汽源控制站
溢流控制站
运行状态
0.123
关闭
打开并调节
关闭
抽真空阶段（冷态启动）
0.127
关闭
打开并调节
关闭
～25%负荷
0.130
关闭
关闭
打开并调节
自密封
0.118
打开并调节
关闭
关闭
甩负荷
0.118
打开并调节
关闭
关闭
抽真空阶段（热态启动）
注意表0-1-1中阀门整定压力值，仅供现场调整时参考。
电厂可根据实际运行情况，适当调整压力整定值，直至高、中、低压轴封均不出现冒汽且不影响真空为合适。
6常见的故障及简单处理措施（见表0-1-2）
表0-1-2
故障
故障原因
故障简单处理措施
轴封供汽母管压力偏高
1供汽调节阀关闭不严。
2外界汽源进入系统。
3轴封处不明泄漏点。
1检查调节阀控制信号，核查阀门的严密性。
确认不严密后，通知制造厂或配套厂。
2查明外界汽源，并切断外界汽源。
3查找轴封附近的泄漏点。
轴封处冒汽
1轴封风机出口门关闭。
2轴封加热器冷却水量偏小。
3汽--气混合物回汽管路布置不合理。
4汽--气混合物低位点疏水不畅。
1开启轴封风机出口阀门。
2调整轴封加热器冷却水量，使汽封加热器内压力不大于-5kPa（g）。
3汽--气混合物回汽管路向汽封加热器方向连续倾斜，斜率1/50，且进入汽封加热器入口管段时，不得从管段下方进入。
4保持低位点疏水畅通。
低压供汽温度高
1减温器喷嘴堵塞。
2滤水器堵塞。
3喷水调节阀不能正常工作。
1清理喷嘴。
2清洗滤水器。
3检查调节阀动力电源或控制气源及控制信号。
低压供汽温度低
1喷水调节阀关闭不严。
1.1检查调节阀动力电源或控制气源及控制信号。
1.2调节阀是否内泄漏，若是，请与制造厂或配套厂联系处理措施。
由于汽封系统能否正常运行不仅与设备配置有关，而且与现场布置合理与否紧密相连，当系统运行不正常时，经过上述简单处理措施仍不奏效的情况下，请与东汽厂联系。
7本说明书中所述与《机组启动运行说明书》有出入时，以《机组启动运行说明书》为准。
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