CN116733556A - 一种节能安全的汽轮机轴封排汽系统及其工作方法 - Google Patents

一种节能安全的汽轮机轴封排汽系统及其工作方法 Download PDF

Info

Publication number
CN116733556A
CN116733556A CN202310674722.4A CN202310674722A CN116733556A CN 116733556 A CN116733556 A CN 116733556A CN 202310674722 A CN202310674722 A CN 202310674722A CN 116733556 A CN116733556 A CN 116733556A
Authority
CN
China
Prior art keywords
shaft seal
steam
pipeline
door
exhaust system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202310674722.4A
Other languages
English (en)
Inventor
李炜
张琼
韩垚
孙文龙
程洋
潘皖滨
朱宏钦
刘叶盛
赵海滨
干旭东
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Shidongkou First Power Plant of Huaneng Power International Inc
Original Assignee
Shanghai Shidongkou First Power Plant of Huaneng Power International Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Shidongkou First Power Plant of Huaneng Power International Inc filed Critical Shanghai Shidongkou First Power Plant of Huaneng Power International Inc
Priority to CN202310674722.4A priority Critical patent/CN116733556A/zh
Publication of CN116733556A publication Critical patent/CN116733556A/zh
Priority to DE202023106981.9U priority patent/DE202023106981U1/de
Priority to JP2023004272U priority patent/JP3245469U/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/30—Exhaust heads, chambers, or the like
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/02—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages by non-contact sealings, e.g. of labyrinth type
    • F01D11/04—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages by non-contact sealings, e.g. of labyrinth type using sealing fluid, e.g. steam
    • F01D11/06—Control thereof
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/08—Cooling; Heating; Heat-insulation
    • F01D25/10—Heating, e.g. warming-up before starting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/08—Cooling; Heating; Heat-insulation
    • F01D25/12—Cooling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/32—Collecting of condensation water; Drainage ; Removing solid particles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

本发明涉及一种节能安全的汽轮机轴封排汽系统及其工作方法，该系统包括设置于辅汽轴封供汽母管的门前疏水管路以及与轴封排汽母管连接的汽封冷却器，其中，门前疏水管路上安装有门前疏水阀门，汽封冷却器分别与高压缸和低压缸的轴封排汽管相连接，当轴封进汽调整门关闭后，则导通门前疏水管路。与现有技术相比，本发明能够避免冷汽进入轴封造成设备损坏，并且能够在防止主机润滑油中带水的同时有效回收轴封汽疏水热量、改善凝汽器真空环境，提升机组效率、实现节能减排。

Description

一种节能安全的汽轮机轴封排汽系统及其工作方法
技术领域
本发明涉及汽轮机技术领域，尤其是涉及一种节能安全的汽轮机轴封排汽系统及其工作方法。
背景技术
在火力发电厂的汽轮机设备中，为了避免动、静部件之间的碰撞，必须留有适当的间隙，这些间隙的存在势必导致漏汽，为此必须加装密封装置----汽封。根据汽封在汽轮机中所处位置可分为：轴端汽封(简称轴封)、隔板汽封和围带汽封(通流部分汽封)三类。其中，轴封的作用是阻止汽缸内的蒸汽向外漏泄，低压缸排汽侧轴封是防止外界空气漏入汽缸，通常轴封系统具有轴封间隙小、轴封母管压力低、轴封供汽量少的特点。
如图1所示，现有的轴封系统中，机组启动过程或者低负荷时由辅汽供给，高负荷时轴封系统由超高/高压轴封自密封供给，轴封末端设有压力变送器用于控制轴封供汽母管压力。轴封辅汽供汽母管在电加热至轴封进汽调整门前设置一路疏水、疏至疏水扩容器；轴封排汽母管分别在高压/低压设置两路疏水、疏至疏水扩容器。
但上述轴封系统存在以下问题：
1、高负荷时，轴封由辅汽切至自密封，辅汽供汽管道由于不进汽，蒸汽不流通，使轴封进汽调整门前蒸汽温度不断降低；低负荷时，轴封掺入辅汽后，轴封进汽调整门前的一段冷汽会进入各轴承腔室，对各轴承轴封齿局部冷却，降低设备的使用寿命，造成设备损坏。
2、实际中由于空间设计不足，导致轴封排汽母管比超高压/高压各轴承排汽支管高，这样就会使得轴封支管较低处积水，造成各轴承排汽不畅，出现轴承冒汽现象，增加主机润滑油中带水的可能性。而为了防止主机润滑油中带水，需要保持轴封排汽母管疏水开启，以避免管道中存在积水，但这样就会造成轴封排汽母管通过疏水扩容器与凝汽器直接连通，使得各轴承处的负压较高，导致大量空气进入凝汽器，影响机组真空，从而影响机组效率。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种节能安全的汽轮机轴封排汽系统及其工作方法，能够避免冷汽进入轴封造成设备损坏，并且能够在防止主机润滑油中带水的同时改善凝汽器真空环境，提升机组效率。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种节能安全的汽轮机轴封排汽系统，包括设置于辅汽轴封供汽母管的门前疏水管路以及与轴封排汽母管连接的汽封冷却器，所述门前疏水管路上安装有门前疏水阀门，所述汽封冷却器分别与高压缸和低压缸的轴封排汽管相连接。
进一步地，所述门前疏水管路设置在轴封进气调整门与第一疏水扩容器之间，当轴封进气调整门关闭时，则门前疏水管路导通。
进一步地，所述门前疏水阀门具体为手动阀门。
进一步地，所述门前疏水阀门具体为可控阀门。
进一步地，所述轴封进汽调整门通过连接管路与电加热器相连接，所述电加热器通过疏水扩容管路连接至第一疏水扩容器，所述疏水扩容管路与门前疏水管路相连接。
进一步地，所述门前疏水管路与连接管路相并联。
进一步地，所述轴封进气调整门与疏水扩容管路均安装有气动阀门，所述疏水扩容管路和连接管路上均安装有温度变送器。
进一步地，所述门前疏水管路的管径小于连接管路的管径，所述门前疏水管路的管径与疏水扩容管路的管径相同。
进一步地，所述第一疏水扩容器的容积为13m3。
进一步地，所述高压缸和低压缸的轴封排汽管与汽封冷却器之间均设置有气动阀门和温度变送器。
一种汽轮机轴封排汽系统的工作方法，包括以下步骤：
S1、机组启动后，汽封冷却器投运，利用汽封冷却器内的排气风机将排汽母管内积水抽走、同时保证凝汽器内的真空环境；
S2、获取轴封进汽调整门的状态信号，若当前轴封进汽调整门为关闭状态，则开启导通门前疏水管路，以增加蒸汽流通量、提高轴封进汽调整门前温度。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
一、本发明通过在辅汽轴封供汽母管新增一路门前疏水管路，该门前疏水管路设置在轴封进气调整门与第一疏水扩容器之间，当轴封进气调整门关闭时，则门前疏水管路导通，能够增加蒸汽流通量、保证进汽调整门前温度维持较高水平，从而解决轴封备用管进汽温度低的问题；本发明将轴封排汽母管疏水改接至汽封冷却器，利用汽封冷却器内排气风机抽的微负压带走排汽母管积水，一方面能够防止主机润滑油中带水，另一方面能确保凝汽器的真空环境，从而降低汽轮机热耗、提升机组效率。
二、本发明将汽轮机排汽母管上的高/低两路疏水改接至汽封冷却器，当启动汽封冷却器时，还能有效回收轴封汽疏水热量，从而实现进一步的节能减排。
三、本发明在应用时仅需新增一路门前疏水管路以及改接设计，能够直接在现有汽轮机系统上进行改造，具有方便且成本低的优点。
附图说明
图1为现有的汽轮机轴封排汽系统连接示意图；
图2为本发明的整体系统连接示意图；
图3为本发明中新增门前疏水管路的连接示意图；
图4为本发明中改接汽封冷却器的连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
如图2、图3和图4所示，一种节能安全的汽轮机轴封排汽系统，包括设置于辅汽轴封供汽母管的门前疏水管路(如图2中紫色管路所示)以及与轴封排汽母管连接的汽封冷却器(如图3中紫色管路所示)，其中，门前疏水管路上安装有门前疏水阀门，汽封冷却器则分别与高压缸和低压缸的轴封排汽管(如图3中绿色管路所示)相连接。
具体的，门前疏水管路设置在轴封进气调整门与第一疏水扩容器之间，当轴封进气调整门关闭时，则门前疏水管路导通，本实施例中，第一疏水扩容器的容积为13m3。
在实际应用中，门前疏水阀门可选用手动阀门或可控阀门，当选用手动阀门时，则一种方式是在轴封进汽调整门关闭后，开启手动阀门以使得门前疏水管路导通；另一种方式是保持手动阀门常开，在轴封进汽调整门关闭后开启疏水扩容管路上的调整门，也使得门前疏水管路导通；
当选用可控阀门时，则需要实时监测采集轴封进气调整门的状态信号，当采集到关闭信号后，自动控制可控阀门的开启或关闭。
此外，轴封进汽调整门通过连接管路与电加热器相连接，电加热器通过疏水扩容管路连接至第一疏水扩容器，疏水扩容管路与门前疏水管路相连接，门前疏水管路与连接管路相并联；
轴封进气调整门与疏水扩容管路均安装有气动阀门，疏水扩容管路和连接管路上均安装有温度变送器；高压缸和低压缸的轴封排汽管与汽封冷却器之间均设置有气动阀门和温度变送器。门前疏水管路的管径小于连接管路的管径，门前疏水管路的管径与疏水扩容管路的管径相同。
上述汽轮机轴封排汽系统的工作过程包括：
S1、机组启动后，汽封冷却器投运，利用汽封冷却器内的排气风机将排汽母管内积水抽走、同时保证凝汽器内的真空环境；
S2、获取轴封进汽调整门的状态信号，若当前轴封进汽调整门为关闭状态，则开启导通门前疏水管路，以增加蒸汽流通量、提高轴封进汽调整门前温度。
综上可知，本技术方案一方面通过新增一路轴封进汽调整门前疏水管路，当轴封进汽调整门关闭后，导通门前疏水管路以增加蒸汽流通量，从而保证进汽调整门前温度维持较高水平、解决了轴封备用管进汽温度低的问题，当轴封进汽调整门再次开启后，能够避免低温辅汽进入轴承而对设备造成损坏；另一方面是将汽轮机排汽母管上的高压/低压两路疏水由疏水扩容器(连接凝汽器)改接至汽封冷却器，利用汽封冷却器排气风机抽的微负压带走排汽母管积水，不仅解决了排汽母管积水问题，从根源上防止了主机润滑油中带水和凝汽器真空问题，还能有效地回收轴封汽疏水热量、实现进一步的节能减排。
为验证本技术方案的有效性，本实施例对现有的汽轮机系统改造后进行测试，经测试后得到以下结论：
(1)轴封进汽管疏水开启后可以长期保持进汽调整门前温度320℃以上，满足设计要求，并且现场改接管路较短，仅三米左右，管径25mm，改接费用较低，能够有效增加机组的安全运行可靠性，避免冷汽进入轴封造成设备损坏。
(2)汽轮机排汽母管上的高/低两路疏水由26m3疏水扩容器(连接凝汽器)改接至汽封冷却器，一方面可以防止主机润滑油中带水，另一方面有效地回收轴封汽疏水热量、提高凝结水温度。
(3)当轴封排汽母管疏水由凝汽器改接至汽封冷却器后，凝汽器背压及排汽温度有了明显下降，改接前后的测试对比数据如表1所示，可知改接之后凝汽器的真空度整体上升了0.8kPa左右，排汽温度下降了4℃左右，表明本方案能够有效改善凝汽器的真空环境。
表1主机轴封排汽疏水调整前后真空及排汽温度值
项目 调整前 调整后 优化
高压凝汽器真空kPa -97.09/-97.06/-97.17 -97.92/-97.86/-97.53 0.75
低压凝汽器真空kPa -97.38/-97.27/-97.17 -98.11/-98.05/-97.94 0.78
排汽温度℃ 27.94/26.98/28.33 24.1/22.63/24.47 3.85
(4)轴封排汽疏水改接后，凝汽器真空明显改善，汽轮机热耗下降，机组效率进一步提升，供电成本下降，经济效益可观。

Claims (10)

1.一种节能安全的汽轮机轴封排汽系统，其特征在于，包括设置于辅汽轴封供汽母管的门前疏水管路以及与轴封排汽母管连接的汽封冷却器，所述门前疏水管路上安装有门前疏水阀门，所述汽封冷却器分别与高压缸和低压缸的轴封排汽管相连接。
2.根据权利要求1所述的一种节能安全的汽轮机轴封排汽系统，其特征在于，所述门前疏水管路设置在轴封进气调整门与第一疏水扩容器之间，当轴封进气调整门关闭时，则门前疏水管路导通。
3.根据权利要求1所述的一种节能安全的汽轮机轴封排汽系统，其特征在于，所述门前疏水阀门具体为手动阀门或可控阀门。
4.根据权利要求2所述的一种节能安全的汽轮机轴封排汽系统，其特征在于，所述轴封进汽调整门通过连接管路与电加热器相连接，所述电加热器通过疏水扩容管路连接至第一疏水扩容器，所述疏水扩容管路与门前疏水管路相连接。
5.根据权利要求4所述的一种节能安全的汽轮机轴封排汽系统，其特征在于，所述门前疏水管路与连接管路相并联。
6.根据权利要求4所述的一种节能安全的汽轮机轴封排汽系统，其特征在于，所述轴封进气调整门与疏水扩容管路均安装有气动阀门，所述疏水扩容管路和连接管路上均安装有温度变送器。
7.根据权利要求4所述的一种节能安全的汽轮机轴封排汽系统，其特征在于，所述门前疏水管路的管径小于连接管路的管径，所述门前疏水管路的管径与疏水扩容管路的管径相同。
8.根据权利要求2所述的一种节能安全的汽轮机轴封排汽系统，其特征在于，所述第一疏水扩容器的容积为13m3。
9.根据权利要求1所述的一种节能安全的汽轮机轴封排汽系统，其特征在于，所述高压缸和低压缸的轴封排汽管与汽封冷却器之间均设置有气动阀门和温度变送器。
10.一种应用如权利要求1所述汽轮机轴封排汽系统的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、机组启动后，汽封冷却器投运，利用汽封冷却器内的排气风机将排汽母管内积水抽走、同时保证凝汽器内的真空环境；
S2、获取轴封进汽调整门的状态信号，若当前轴封进汽调整门为关闭状态，则开启导通门前疏水管路，以增加蒸汽流通量、提高轴封进汽调整门前温度。
CN202310674722.4A 2023-06-08 2023-06-08 一种节能安全的汽轮机轴封排汽系统及其工作方法 Pending CN116733556A (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310674722.4A CN116733556A (zh) 2023-06-08 2023-06-08 一种节能安全的汽轮机轴封排汽系统及其工作方法
DE202023106981.9U DE202023106981U1 (de) 2023-06-08 2023-11-27 Energiesparendes und sicheres Dampfturbinen-Wellendichtungs-Kondensatableitsystem
JP2023004272U JP3245469U (ja) 2023-06-08 2023-11-28 省エネルギーで安全な蒸気タービン軸封排蒸気システム

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310674722.4A CN116733556A (zh) 2023-06-08 2023-06-08 一种节能安全的汽轮机轴封排汽系统及其工作方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116733556A true CN116733556A (zh) 2023-09-12

Family

ID=87905545

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310674722.4A Pending CN116733556A (zh) 2023-06-08 2023-06-08 一种节能安全的汽轮机轴封排汽系统及其工作方法

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP3245469U (zh)
CN (1) CN116733556A (zh)
DE (1) DE202023106981U1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115788606B (zh) * 2022-12-15 2024-10-18 东方电气集团东方汽轮机有限公司 一种蓄热式轴封电加热系统及控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE202023106981U1 (de) 2024-03-22
JP3245469U (ja) 2024-01-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108999653B (zh) 一种可调整抽汽式汽轮机用轴封装置及其工作方法
CN116733556A (zh) 一种节能安全的汽轮机轴封排汽系统及其工作方法
CN108425706B (zh) 一种用于二次再热机组的轴封供汽系统及其控制方法
CN112879107A (zh) 一种轴封辅助汽源热备用装置及其控制方法
CN220185190U (zh) 一种节能安全的汽轮机轴封排汽系统
CN106949753A (zh) 一种空冷机组全工况可切换真空系统的控制方法
CN212671880U (zh) 一种200mw超高压三缸三排汽背压改造汽轮机
CN108561190B (zh) 一种汽轮机轴封系统
CN210178427U (zh) 一种针对汽轮机切缸运行下的长叶片冷却系统
CN203399467U (zh) 一种节能型空冷式压缩机冷却系统
CN206130300U (zh) 一种充气型阀门密封系统
CN204532443U (zh) 机械密封构件的阻隔液的循环系统
CN209687558U (zh) 一种火电厂汽轮机低真空运行期轴封漏汽处理机构
CN208578589U (zh) 一种溢流热量回收梯级利用的汽轮机轴封系统
CN112682702A (zh) 一种精准定位凝汽器钛管泄漏的方法
CN114635758B (zh) 一种超超临界机组轴封系统及运行方法
CN214145585U (zh) 一种基于低压轴封调压站的汽轮机轴封系统
CN216767483U (zh) 一种提高汽轮机低压缸真空严密性的轴封系统
CN211950951U (zh) 离心风机轴封装置
CN214741485U (zh) 一种背压式汽轮机的汽封系统
CN112049697B (zh) 一种200mw超高压三缸三排汽背压改造汽轮机
CN219953462U (zh) 一种优化联合循环机组真空系统
CN216922242U (zh) 一种汽轮机主汽门、调门门杆漏汽管路
CN215979843U (zh) 一种凝结水泵机械密封自冷却装置
CN217330288U (zh) 并联冷媒水供水装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination