CN207348904U - 一种汽轮机轴封一档漏汽量调节系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种汽轮机轴封一档漏汽量调节系统，轴封一档通过漏气管道与除氧器相连通，漏气管道上的调节阀全开，当轴封进汽母管上的轴封供汽压力表检测到压力值低于第一设定值时将第一压力信号反馈给控制器，控制器优先输出回关的控制指令，对调节阀进行回关，使轴封进汽母管内的轴封压力回升；由于采用了根据设置在轴封进汽母管上的轴封供汽压力表反馈的压力信号，通过控制器优先调节设置在漏气管道上的调节阀的开度，精确调节轴封一档漏气至除氧头的流量，保证了汽轮机中高压轴封压力的平稳性，以使汽轮机轴封压力适应机组调峰或停机期间的精确控制，提升了机组调峰或停机期间轴封压力的稳定性，且系统结构简单，操作灵活方便。

Description

一种汽轮机轴封一档漏汽量调节系统

技术领域

本实用新型涉及汽轮机轴封系统领域，尤其涉及的是一种机组调峰或停机过程中可精确控制汽轮机轴封一档漏汽量的调节系统。

背景技术

近年来，随着大型汽轮机发电机组深度调峰周期的增多，在发电机组调峰过程中，汽轮机轴封系统主要采取辅助蒸汽或主、辅蒸汽混合供汽方式，而汽轮机轴封系统的自动控制协调性和抗干扰性都较差，在变工况或极端工况阶段，容易造成轴封压力和温度的调整失常，导致轴封压力和温度的大幅波动，并引起汽封变形或磨损，不仅影响了汽轮机的经济性，而且也影响了机组的安全性，并增加了汽封的维护成本，主要表现在机组运行过程中热耗增大，大修期间部分汽封变形后拆卸困难，甚至需要更换。

因为大型的汽轮机轴封系统设计均采用自密封系统，在机组启动、空负荷和低负荷时，采取辅助蒸汽或主、辅蒸汽混合供汽；当机组负荷达到一定比例的额定负荷时，汽轮机轴封系统主要由高中压轴封漏汽供低压轴封用汽，轴封系统回汽通过轴封加热器冷却后的疏水经多级水封疏至凝汽器；而当机组负荷达到30%左右额定负荷时，打开轴封一档漏汽电动门，控制方式一般为全开或全关方式；但是，在打开或关闭轴封一档漏汽电动门的过程中，往往引起轴封压力和温度较大幅度的波动，因此，现有的汽轮机轴封系统的控制方式不能兼顾节能与安全运行的双重要求，迫切需要对其进行改进。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种汽轮机轴封一档漏汽量调节系统，可提升机组调峰或停机期间轴封压力的稳定性，且结构简单。

本实用新型的技术方案如下：一种汽轮机轴封一档漏汽量调节系统，用于对高压缸侧的轴封一档的漏汽量进行调节，该调节系统包括控制器、调节阀和轴封供汽压力表；所述轴封一档通过漏气管道与除氧头相连通，该除氧头连通至除氧水箱，用于分流轴封一档的轴封压力；所述调节阀设置在漏气管道上，并与所述控制器控制连接；所述轴封供汽压力表设置在轴封进汽母管上，并与所述控制器信号连接；用于在所述调节阀全开的情况下，当所述轴封供汽压力表检测到轴封进汽母管的压力值低于第一设定值时，将第一压力信号反馈给所述控制器，所述控制器优先输出回关的控制指令，优先对所述调节阀进行回关，以使轴封进汽母管内的轴封压力回升。

所述的汽轮机轴封一档漏汽量调节系统，其中：用于当所述轴封进汽母管的压力值回升至第二设定值时，所述轴封供汽压力表将第二压力信号反馈给所述控制器，所述控制器优先输出维持的控制指令，维持所述调节阀的开度不变，以稳定轴封进汽母管内的轴封压力；所述第一设定值的压力小于第二设定值的压力。

所述的汽轮机轴封一档漏汽量调节系统，其中：用于当所述轴封进汽母管的压力值超过第三设定值时，所述轴封供汽压力表将第三压力信号反馈给所述控制器，所述控制器优先输出回开的控制指令，优先对所述调节阀进行回开，以使轴封进汽母管内的轴封压力回降；所述第二设定值的压力小于第三设定值的压力。

所述的汽轮机轴封一档漏汽量调节系统，其中：所述轴封进汽母管的进汽端与轴封控制站相连通，用于在所述调节阀全关的情况下，当所述轴封供汽压力表检测到轴封进汽母管的压力值不在第一设定值到第三设定值之间的范围时，通过所述轴封控制站进行辅助调节。

所述的汽轮机轴封一档漏汽量调节系统，其中：所述轴封控制站与轴封辅助汽源和1#低压加热器相连通，所述轴封辅助汽源用于对轴封控制站补充汽源，所述1#低压加热器用于辅助调节轴封控制站的压力。

所述的汽轮机轴封一档漏汽量调节系统，其中：所述轴封进汽母管上设置有轴封供汽温度表，用于将轴封进汽母管内的供汽温度信号反馈给所述控制器。

所述的汽轮机轴封一档漏汽量调节系统，其中：所述高压缸和中压缸同轴连接，所述轴封一档设置在高压缸后轴的一侧，所述高压缸后轴和中压缸前轴的两侧都分别设置有轴封二档和轴封三档；所述轴封三档位于轴封二档的外侧，所述中压缸前轴侧的轴封二档位于该中压缸前轴与其侧的轴封三档之间，所述高压缸后轴侧的轴封二档位于轴封一档与该高压缸后轴侧的轴封三档之间；所述轴封三档与轴封回汽母管相连通，用于通过轴封加热器冷却后的疏水经多级水封疏至凝汽器；所述轴封二档与低压轴封进汽母管相连通，用于漏气至汽轮机的低压轴封系统，供低压缸轴封用汽。

所述的汽轮机轴封一档漏汽量调节系统，其中：在所述漏气管道上设置有前电动门和后手动门，用于当所述调节阀发生故障时，可以隔离控制系统进行在线检修；其中，所述前电动门位于轴封一档与调节阀之间，并靠所述轴封一档的出汽端处；所述后手动门位于所述除氧头与调节阀之间，并靠所述除氧头的进汽端处。

所述的汽轮机轴封一档漏汽量调节系统，其中：在所述除氧头与后手动门之间还设置有逆止阀，用于当除氧水箱的水位处于高位时，防止汽水倒流回所述漏气管道内。

本实用新型所提供的一种汽轮机轴封一档漏汽量调节系统，由于采用了根据设置在轴封进汽母管上的轴封供汽压力表反馈的压力信号，通过控制器优先调节设置在漏气管道上的调节阀的开度，精确调节轴封一档漏气至除氧头的流量，保证了汽轮机中高压轴封压力的平稳性，以使汽轮机轴封压力适应机组调峰或停机期间的精确控制，提升了机组调峰或停机期间轴封压力的稳定性，且系统结构简单，操作灵活方便。

附图说明

图1是本实用新型汽轮机轴封一档漏汽量调节系统实施例的结构示意图；

图2是本实用新型汽轮机轴封一档漏汽量调节系统实施例的控制结构图；

图3是本实用新型汽轮机轴封一档漏汽量调节系统实施例调节轴封一档漏汽量时的轴封压力和温度曲线图。

具体实施方式

以下将结合附图，对本实用新型的具体实施方式和实施例加以详细说明，所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的具体实施方式。

如图1所示，图1是本实用新型汽轮机轴封一档漏汽量调节系统实施例的结构示意图，汽轮机的中高压轴封系统设置在高压缸100和中压缸200的两侧，包括轴封一档110、轴封二档(120和220)和轴封三档(130和230)；所述高压缸100和中压缸200同轴连接，轴封一档110仅设置在该高压缸100后轴侧，在所述低压缸200前轴侧并没有设置轴封一档，而在所述高压缸100后轴和中压缸200前轴的两侧都分别设置有所述轴封二档(120和220)和轴封三档(130和230)；所述轴封三档(130或230)位于轴封二档(120或220)的外侧，所述中压缸200前轴侧的轴封二档220位于该中压缸200前轴与其侧的轴封三档230之间，所述高压缸100后轴侧的轴封二档120位于轴封一档110与该高压缸100后轴侧的轴封三档130之间；所述轴封三档(130和230)与轴封回汽母管400相连通，用于通过轴封加热器冷却后的疏水经多级水封疏至凝汽器；所述轴封二档(120和220)与低压轴封进汽母管相连通，用于漏气至汽轮机的低压轴封系统，供低压缸轴封用汽。

结合图2所示，图2是本实用新型汽轮机轴封一档漏汽量调节系统实施例的控制结构图，本实用新型汽轮机轴封一档漏汽量调节系统，用于对高压缸100侧的轴封一档110的漏汽量进行调节，该调节系统包括控制器510、调节阀520和轴封供汽压力表530；所述轴封一档110通过漏气管道600与除氧头610相连通，该除氧头610连通至除氧水箱620，即图2中的除氧器610(320)，用于分流轴封一档110的轴封压力；所述调节阀520设置在漏气管道600上，并与所述控制器510控制连接；所述轴封供汽压力表530设置在轴封进汽母管300上，并与所述控制器510信号连接；所述轴封进汽母管300的进汽端310与轴封控制站710相连通，用于供高压缸100和中压缸200的轴封用汽，所述轴封进汽母管300的出汽端320与低压轴封进汽母管相连通，用于供低压缸轴封用汽。

在所述调节阀520全开的情况下，当所述轴封供汽压力表530检测到轴封进汽母管300的压力值低于第一设定值时，将第一压力信号反馈给所述控制器510，所述控制器510优先输出回关的控制指令，优先对所述调节阀520进行回关，根据能量守恒定律，所述轴封一档110通过漏气管道600分流至除氧头610的流量减少，而分流至轴封进汽母管300的流量增大，从而使得轴封进汽母管300内的轴封压力回升；当所述轴封进汽母管300的压力值回升至第二设定值时，所述轴封供汽压力表530将第二压力信号反馈给所述控制器510，所述控制器510优先输出维持的控制指令，维持所述调节阀520的开度不变，从而稳定轴封进汽母管300内的轴封压力；当所述轴封进汽母管300的压力值超过第三设定值时，所述轴封供汽压力表530将第三压力信号反馈给所述控制器510，所述控制器510优先输出回开的控制指令，优先对所述调节阀520进行回开，根据能量守恒定律，所述轴封一档110通过漏气管道600分流至除氧头610的流量增大，而分流至轴封进汽母管300的流量减少，从而使得轴封进汽母管300内的轴封压力回降。

本文中，所述第一设定值的压力小于第二设定值的压力，所述第二设定值的压力小于第三设定值的压力。

本实用新型汽轮机轴封一档漏汽量调节系统，根据设置在轴封进汽母管上的轴封供汽压力表反馈的压力信号，通过控制器优先调节设置在漏气管道上的调节阀的开度，精确调节轴封一档漏气至除氧头的流量，保证了汽轮机中高压轴封压力的平稳性，以使汽轮机轴封压力适应机组调峰或停机期间的精确控制，提升了机组调峰或停机期间轴封压力的稳定性，且系统结构简单。

具体的，所述控制器510优选DCS控制器，例如DSO22，DSO14控制器等，以保证轴封一档110漏汽量的控制与轴封控制站710的压力控制之间实现无扰切换，提高汽轮机的中高压轴封系统的抗扰动及准确性；DCS即Distributed Control System，集散控制系统，采用控制功能分散、显示操作集中、兼顾分而自治和综合协调的设计原则。

具体的，所述调节阀520为气动调节阀，优选高精度气动调节阀门，并选用可靠性高、线性较好的全套阀体及气动头，例如，配气动控制装置的TBP1152SS2调节阀等。

在本实用新型汽轮机轴封一档漏汽量调节系统的具体实施方式中，较好的是，在所述轴封进汽母管300上设置有与控制器510信号连接的轴封供汽温度表540，用于将轴封进汽母管300内的供汽温度信号反馈给所述控制器510，避免汽轮机中高压轴封零部件(简称汽封)的温度过高，以使汽轮机轴封温度适应机组调峰或停机期间的精确控制，提升了机组调峰或停机期间轴封温度的稳定性。

本实用新型汽轮机轴封一档漏汽量调节系统，在机组调峰或停机期间，大大减小了汽封的热应力及热变形，防止了因轴封温度波动引起的汽封受交变应力的反复造成的变形或损坏，并避免了汽封变形引起漏汽量增大，不仅提高了机组的经济性，而且也降低了汽封的维护成本，还可将机组负荷与调节阀开度相结合，制作出变化关系曲线，作为诊断汽封磨损失情况依据之一，同时满足了节能与安全运行的双重设计要求。

在本实用新型汽轮机轴封一档漏汽量调节系统的具体实施方式中，还包括在所述调节阀520全关的情况下，当所述轴封供汽压力表530检测到轴封进汽母管300的压力值不在第一设定值到第三设定值之间的范围时，通过与所述轴封进汽母管300进汽端310相连通的轴封控制站710进行辅助调节，该轴封控制站710与轴封辅助汽源720和1#低压加热器相连通，所述轴封辅助汽源720用于对轴封控制站710补充汽源，所述1#低压加热器用于辅助调节轴封控制站710的压力。

返回图1所示，较好的是，在所述漏气管道600上设置有前电动门550和后手动门560，用于当所述调节阀520发生故障时，可以隔离控制系统进行在线检修；其中，所述前电动门550位于轴封一档110与调节阀520之间，并靠所述轴封一档110的出汽端处；所述后手动门560位于所述除氧头610与调节阀520之间，并靠所述除氧头610的进汽端处。

较好的是，在所述除氧头610与后手动门560之间还设置有逆止阀570，用于当所述除氧水箱620的水位处于高位时，防止汽水倒流回所述漏气管道600内。

以中国南方某电厂负荷在226MW以上的3#汽轮机组为例，在对该汽轮机的中高压轴封系统进行上述改进和优化以后，在160-220WM之间的负荷均能通过所述调节阀520满足中高压轴封系统的自密封运行，如图3所示，图3是本实用新型汽轮机轴封一档漏汽量调节系统实施例调节轴封一档漏汽量时的轴封压力和温度曲线图，810是轴封一档漏汽量调节曲线，820是轴封压力曲线，830是轴封温度曲线，从该图可以看出，在机组调峰和停机期间，尽管轴封一档漏汽量调节曲线810波动剧烈，但是通过调节轴封一档漏汽量，轴封压力曲线820和轴封温度曲线830都过渡得较为平稳，避免了剧烈波动，达到了预期效果，对提高机组的安全性和经济性都起到了重要作用。

经过现场多次试验，机组调峰过程中，利用调节阀520调节轴封一档110至除氧头610的漏汽量，增加了轴封系统自密封能力，维持了轴封压力和温度的稳定，从而减少了轴封压力和温度的波动，提高了机组的安全性，也取得了良好的经济效益。

而且，根据该电厂《3号机A修汽轮机热力性能试验报告》显示，“THA（三阀全开）试验工况时，高压后轴封漏汽至除氧器的流量稳定在3.67t/h”；自汽轮机轴封一档漏汽量调系统投入运行后，在机组运行过程中，检测高压后轴封漏汽至除氧器的流量并无增大现象；证明汽封无变形、无磨损现象，节约了汽封的维护成本；按照高压后轴封每圈的汽封成本3.7万元计算，每个大修周期每台机组更换变形的汽封共计7圈计算，可节约汽封成本3.7×7=25.9万元。

应当理解的是，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不足以限制本实用新型的技术方案，对本领域普通技术人员来说，在本实用新型的精神和原则之内，可以根据上述说明加以增减、替换、变换或改进，而所有这些增减、替换、变换或改进后的技术方案，都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种汽轮机轴封一档漏汽量调节系统，用于对高压缸侧的轴封一档的漏汽量进行调节，其特征在于：该调节系统包括控制器、调节阀和轴封供汽压力表；所述轴封一档通过漏气管道与除氧头相连通，该除氧头连通至除氧水箱，用于分流轴封一档的轴封压力；所述调节阀设置在漏气管道上，并与所述控制器控制连接；所述轴封供汽压力表设置在轴封进汽母管上，并与所述控制器信号连接；所述轴封进汽母管的进汽端与轴封控制站相连通。

2.根据权利要求1所述的汽轮机轴封一档漏汽量调节系统，其特征在于：所述轴封控制站与轴封辅助汽源和1#低压加热器相连通，所述轴封辅助汽源用于对轴封控制站补充汽源，所述1#低压加热器用于辅助调节轴封控制站的压力。

3.根据权利要求1所述的汽轮机轴封一档漏汽量调节系统，其特征在于：所述轴封进汽母管上设置有轴封供汽温度表，用于将轴封进汽母管内的供汽温度信号反馈给所述控制器。

4.根据权利要求1所述的汽轮机轴封一档漏汽量调节系统，其特征在于：所述高压缸和中压缸同轴连接，所述轴封一档设置在高压缸后轴的一侧，所述高压缸后轴和中压缸前轴的两侧都分别设置有轴封二档和轴封三档；所述轴封三档位于轴封二档的外侧，所述中压缸前轴侧的轴封二档位于该中压缸前轴与其侧的轴封三档之间，所述高压缸后轴侧的轴封二档位于轴封一档与该高压缸后轴侧的轴封三档之间；所述轴封三档与轴封回汽母管相连通，用于通过轴封加热器冷却后的疏水经多级水封疏至凝汽器；所述轴封二档与低压轴封进汽母管相连通，用于漏气至汽轮机的低压轴封系统，供低压缸轴封用汽。

5.根据权利要求1所述的汽轮机轴封一档漏汽量调节系统，其特征在于：在所述漏气管道上设置有前电动门和后手动门，用于当所述调节阀发生故障时，可以隔离控制系统进行在线检修；其中，所述前电动门位于轴封一档与调节阀之间，并靠所述轴封一档的出汽端处；所述后手动门位于所述除氧头与调节阀之间，并靠所述除氧头的进汽端处。

6.根据权利要求5所述的汽轮机轴封一档漏汽量调节系统，其特征在于：在所述除氧头与后手动门之间还设置有逆止阀，用于当除氧水箱的水位处于高位时，防止汽水倒流回所述漏气管道内。