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阀门常识

轴封蒸汽系统的工作原理及阀门使用选型

2018-09-17

电动阀门


轴封蒸汽系统的主要功能是向汽轮机、给水泵小汽轮机的轴封和主汽阀、控制阀的阀杆汽封供送密封蒸汽,同时将各汽封的漏气合理导向或抽出。在汽轮机的高压区段,轴封系统的正常功能是防止蒸汽向外泄漏,以确保汽轮机有**的效率;在汽轮机的低压区段,则是防止外部的空气进入汽轮机内部,保证汽轮机有尽可能高的真空(也即尽可能低的背参数),也是为了保证汽轮机组的**率。轴封蒸汽系统主要由密封装置、轴封蒸汽母管、轴封加热器等设备及相应的阀门、管路系统构成。

为了汽轮机本体部件的安全,对送汽的压力和温度有一定的要求。因为送汽温度如果与汽轮机本体部件温度(特别是转子的金属温度)差别太大,将使汽轮机部件产生甚大的热应力,这种热应力将造成汽轮机部件寿命损耗的加剧,同时还会造成汽轮机动、静部分的相对膨胀失调,这将直接影响汽轮机组的安全。

在汽轮机起动时,高、中压缸轴封的送汽温度范围是:冷态起动时,用压力为0.75~0.80MPa、温度为150~260℃的蒸汽向轴封送汽,对汽轮机进行预热;热态起动时,用压力为0.55~0.60MPa、温度为208~375℃的蒸汽向轴封送汽。对于高、中压缸,较好的轴封送汽温度范围是208~260℃,这一温度范围适用于各种起动方式。低压缸轴封的送汽温度则取150℃或更低一些。

为了控制轴封系统蒸汽的温度和压力,系统内除管道、阀门之外,还设有压力和温度调节装置。

在汽轮机组正常运行时,轴封系统的蒸汽由系统内自行平衡。但此时压力调节装置、温度调节装置仍然进行跟踪监视和调节。此时,通过汽轮机轴封装置泄漏出来的蒸汽,分别被接到除氧器(或除氧器前的高压加热器)、低压加热器、轴封冷凝器(轴封冷却器),尽可能地回收能量,以确保汽轮机组的效率。

当汽轮机紧急停机时,高、中压缸的进汽阀迅速关闭。此时,高压缸内的蒸汽压力仍然较高,而中、低压缸内的蒸汽压力接近于凝汽器内的压力,于是,高压缸内的蒸汽将通过轴封蒸汽系统泄漏到中、低压缸内膨胀做功,造成了汽轮机的超速。为了避免这种危险,轴封系统应设置危急放汽阀。即当轴封系统的压力超限时,放汽阀马上打开,将轴封系统与凝汽器接通。

轴封系统通常有两路外接气源。一路是来自其他机组或辅助锅炉(对于新建电厂的第一台机组)的辅助蒸汽,经温度、压力控制阀之后,接至轴封蒸汽母管,并分别向各轴封送汽;另一路是主蒸汽经压力调节后供汽至轴封蒸汽系统,作为轴封蒸汽系统的备用气源。

随着机组负荷的增加,高、中压缸轴封漏汽和高、中压缸进汽阀的阀杆漏汽也相应增加,致使得轴封蒸汽压力上升。于是,轴封蒸汽压力调节器逐渐将进汽阀关小,以维持轴封蒸汽压力正常值。

当送往低压缸轴封的蒸汽温度太高时,控制温度控制阀(即冷却水阀)向减温器喷水,以维持低压缸轴封蒸汽温度的正常值(≈150℃)。

当600MW机组正常运行时,轴封系统轴封蒸汽压力通常为8.5KPa(不同的机组,系统设置将有所不同,此数值也将有所不同),去低压缸轴封的蒸汽温度为150℃。

机组起动时,轴封蒸汽的气源来自辅助蒸汽系统,此时轴封送汽的参数如下:

冷态起动压力1.0MPa,温度210℃;热态起动压力为1.0MPa,温度为265℃。这个系统的阀门一般就是根据这些参数来设计和选型的。


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