一（yī）、前言

目前國內西門子百萬機組汽輪機主機在平海、北疆、玉環、外高橋電廠均發生過因軸封問（wèn）題導致大軸（zhóu）抱死，其主要原因是因為西門子百萬汽輪機高中壓軸封間（jiān）隙偏小，使用的液壓盤車力矩相比電動盤（pán）車力矩偏小。機組運行時，當主機軸（zhóu）封溫度、壓力發生（shēng）劇（jù）變時，高、中壓缸端部汽封很容易（yì）發生抱死。

二、 軸封係統的作用及引起（qǐ）軸封抱死的原（yuán）因

1）軸（zhóu）封（fēng）係統的（de）作用：

軸封係統的主要功能是向汽輪機、給水泵小汽輪機的軸封（fēng）提供密封蒸汽，同時將各汽封的漏汽合理導出或抽出。在汽輪機的（de）高壓區段，軸封係統的（de）正常功能是防止蒸（zhēng）汽向外（wài）泄漏；在汽（qì）輪機的低（dī）壓區段，則是防止外界的空氣進入汽輪機內部，保證汽輪機有（yǒu）盡可能高的真空，以確保汽輪機組的高效率。

2）引起主機軸封抱死的原因：

在機組（zǔ）長期運行過（guò）程中，軸（zhóu）封係統存在的（de）問題，集中表（biǎo）現為軸封汽壓力、溫度過（guò）低。其中主機軸封蒸汽（qì）溫度過（guò）低是造成主機大軸因軸封抱（bào）死的Z直接原因。從平海、北疆幾次軸封抱死的分析情況來看，因為軸封蒸（zhēng）汽直接與汽輪機大軸接觸，它的溫度變化直（zhí）接影（yǐng）響到大軸的伸縮，汽機在穩定運行和熱態啟動時，相應轉子的溫度很高，如果軸封蒸汽溫度過低，大（dà）量的低溫蒸汽通過軸封吸入汽缸，它不僅在轉子上引起較（jiào）大的熱應力，而且會造成軸封及軸封處大軸的急（jí）劇（jù）冷卻收縮，當收縮量過大時，將有可能導（dǎo）致軸封或汽缸內部動靜部（bù）分（fèn）碰磨，進而會導致主機大軸（zhóu）抱死。所（suǒ）以在調整軸（zhóu）封蒸汽供汽時，尤其是熱態啟機或者在停機的過程中，必須嚴（yán）格控製（zhì）軸封溫度在（zài）280℃～320℃內，並且（qiě）對供汽管道進行充分（fèn）的暖管疏（shū）水，確保軸封蒸汽溫（wēn）度與金屬溫度相配備，並有一定的過熱度。

正常運行中，軸封母（mǔ）管的壓力低於6KPa時，將會造成外界空氣漏（lòu）入低（dī）壓缸，不但會使汽輪機真空下降，同時還會因冷空氣冷（lěng）卻軸頸使轉子收縮造成負差脹。在主機停（tíng）機後抽真空狀（zhuàng）態時，如（rú）果軸封失壓將會導致大量冷空氣進入汽輪（lún）機高（gāo）、中、低壓軸封處（chù），進而有可能造成（chéng）主機軸封抱死。

三、軸封係（xì）統特點

1）軸封（fēng）供汽汽源

軸封蒸（zhēng）汽係統有兩路汽源：在啟（qǐ）動及（jí）停機時軸（zhóu）封蒸汽的汽源來自於輔（fǔ）汽（qì）聯箱，輔汽經過（guò）減（jiǎn）溫減壓後進入軸封供汽（qì）母管，其中輔汽聯箱的汽源又來自於本機四抽、冷再、鄰機及啟動鍋爐；隨著機（jī）組負荷的增加，軸封供汽（qì）切至（zhì）高（gāo）中壓主汽閥、高中壓調閥及補氣閥（fá）等門杆（gǎn）漏汽供汽，實現自密封。在（zài）軸封供汽的母管上（shàng）分為7路（lù）分別引至高、中、低壓缸的端部軸封處。

2）軸封結構

在（zài）汽輪機的高、中、低壓缸中，汽缸內外壓（yā）差較大。正常運行時，高壓缸軸封要承受很高的正（zhèng）壓差，中壓缸軸封次之，而低壓缸則要承受很高的負壓差，因此，這三（sān）個汽缸的軸封設計（jì）有較大的區別。為實現蒸汽不外漏、空氣不內漏的軸封設計準則，除（chú）通過結構設計較小通過軸封的蒸汽（或空氣）的（de）通流量外，還必須借助外部調節控製手段阻止蒸汽的外（wài）泄和空氣（qì）的內漏。因此汽缸（gāng）軸（zhóu）封必然設計成（chéng）多段（duàn）多腔（qiāng）室結構。為阻（zǔ）止蒸汽不外泄到大氣，避免軸承的潤滑油中帶水，應使與大氣交界（jiè）的腔室處於微真空狀態；為防止空氣（qì）漏入汽缸，應使與蒸汽交界的腔室（shì）處於正壓狀態。

3）軸封供汽控製係統的（de）特點：

軸（zhóu）封供汽係統設有軸封壓力控製（zhì）回路和溫度控製回路，其中軸封壓（yā）力控製回路（lù）是通過調節軸封供汽調門、溢流調門的開度（dù）來實現（xiàn）的，並且兩個閥門是由一個控製器實現的，即兩個閥門不能同時開啟，當軸封壓力（lì）高於設置值時供汽調閥逐漸關小，直到軸封供（gòng）汽調（diào）閥全關後才允許軸封溢流調閥（fá）開啟。

在（zài）啟動階段，軸封供汽由輔汽供（gòng），來自輔助聯（lián）箱的輔汽經過減溫器減溫後為（wéi）主機軸封供汽，主機軸封供汽經軸封供汽調壓閥減壓後供至軸（zhóu）封供汽母管（guǎn），分別供至高中低壓缸的各個軸（zhóu）封段（duàn），即通過（guò）軸封供汽調門來維持軸封壓力，軸（zhóu）封溫度（dù）靠供汽調門（mén）前的減溫器來控製，軸封係統對於軸封溫度要求非常嚴（yán）格，軸封供（gòng）汽調門（mén）前的溫度與高壓轉子（zǐ）計算溫度成對應關係：當主機高壓轉子計算（suàn）溫度大於（yú）300℃時，軸封供汽調門前（qián）的溫度應控製在280～320℃；當主機高（gāo）壓轉子計（jì）算溫（wēn）度低於200℃時，即冷（lěng）態衝轉時，軸封供汽調門前的溫（wēn）度可適當降低為240～300℃。

隨著機組負荷的增加，軸封係統進入（rù）到自密封階段，此時軸封供汽調門（mén）保持關閉，溢流調門來調節（jiē）軸封壓力，當軸封母管的壓力高於設定（dìng）值後，軸封溢流閥開啟，使多餘的蒸汽進入凝汽（qì）器來（lái）調節軸封壓力在設定值。

另外軸封汽係統中設置了許多疏水器和疏水閥（fá）門，這是（shì）防止在（zài）軸封係統剛啟（qǐ）動時由於暖管形（xíng）成疏（shū）水。而這些水危（wēi）害整個係統的安全，所以需要（yào）及時排出，疏水閥門起到了排出疏水的作用。

四、軸封抱死的原因及防止措施

1、由於主機軸封汽溫度、壓力過（guò）低是造成主機軸封抱死的Z直接原因，因此為（wéi）防止主機軸封抱死，首先要保證的是主機軸封供汽母管（guǎn）的溫度、壓力在合適的範圍內。

1）輔助蒸汽（qì）溫度（dù）低：

機組正常運行時輔助蒸汽係統的汽源來（lái）自於（yú）本機四抽，冷再（zài）作為備用；在機組（zǔ）啟停階段，輔汽來自於相（xiàng）鄰機組（zǔ）或者啟動鍋爐。在機組正常運行階段，輔助（zhù）蒸汽係統用戶很少，尤其是小機汽源切至四抽供汽後，有可能造成軸封溫度較低。

機組啟停（tíng）時，輔汽聯箱至主機軸封的供汽主要來自於啟（qǐ）動鍋爐或鄰機輔汽聯箱，正常運行時鄰機輔汽聯箱溫度在280-350℃左右，考慮到啟動鍋爐和鄰機輔（fǔ）汽聯箱至本機輔汽聯箱的距離較遠，啟停（tíng）機時，尤（yóu）其是停機的時候，如果管路疏水不當（dāng），將會（huì）造成輔汽聯箱的蒸（zhēng）汽溫度較低。

冷（lěng）段再熱蒸汽是本機輔汽聯箱的備用汽源，在機組低負荷運行或停機過程中，由於四抽壓（yā）力較低，可能會短時采用冷（lěng）再熱蒸汽供輔汽。在高旁開啟時，為控製高旁後的蒸汽溫度，高旁減溫水會投入，如果（guǒ）減溫水調閥（fá）調節不好（hǎo）或（huò）者減溫水調閥關閉後存在內漏（lòu），均會造成輔汽（qì）溫度較低，進而造成軸封溫度較低。

2）軸（zhóu）封減溫水內（nèi）漏：

主（zhǔ）機軸封係統通（tōng）常設計有一個減溫器（qì），正常運（yùn）行時減溫水以主機軸封溫度設定值作為調節的對象，為了（le）保證主機（jī）軸封溫度的穩定，減溫水調閥的調節品質要保證良好，減（jiǎn）溫器後麵的溫度測點一定要遠（yuǎn）離減溫器，避免溫度變（biàn）化太敏感造成減溫（wēn）水調閥（fá）調節擺動，另外對於減溫水調閥要求關閉後能防止內（nèi）漏。

3）輔助蒸汽壓力、軸封壓力低：

運（yùn）行中由（yóu）於軸封供氣閥、溢流閥故障或輔汽壓力壓力波動導致軸封母管壓力低於6Kpa，造成冷空氣冷卻軸（zhóu）頸使轉子收縮造成負差脹。在主機停機後抽真空狀態時，如果軸封失壓將會導致大量冷（lěng）空氣進入汽輪機高、中、低壓軸（zhóu）封處，進而有可能造成主機軸封抱死。

4）軸封係統疏水不當（dāng）：

為防止軸封蒸汽溫度低，在（zài）軸封減溫（wēn）器（qì）後、主機軸封供汽調閥前、軸（zhóu）封供汽母管上以及軸封（fēng）供汽母管至各軸封段的分支上均設（shè）計（jì）有疏水門。在投用軸封時，如果疏水不當或者疏水時間太短，將造成冷水、冷汽進入軸封係統。尤其對於低壓缸段軸（zhóu）封，由（yóu）於低壓缸段軸封供（gòng）汽管道需經（jīng）過凝汽器（qì）內部方可到達低壓軸封處，軸封蒸汽很容易被冷卻。

2、防止主（zhǔ）機大軸抱死的（de）預防措施：

1）DCS聲光報（bào）警中，引入“軸（zhóu）封供氣閥前溫度低”、“軸封母管溫度低（dī）1、2”報警，小於240℃低Ⅰ報警，小於220℃低Ⅱ報警。

2）高旁減（jiǎn）溫水（shuǐ）快關閥、調閥邏輯為對應高旁減溫水調閥開度小於2%聯關高旁減溫（wēn）水調閥前快關閥，大於（yú）5%聯（lián）開高旁減溫水調閥前快關閥，確保高旁減溫水能夠關嚴，防止高旁（páng）減溫水竄入輔汽係統（tǒng），啟停機過程中應加強監視。

3）機組啟停時，輔汽需切至鄰機或啟動爐時（shí），需加強沿途管道的疏水，確保輔汽聯箱的溫度高於280℃。

4）主機軸封供汽（qì）站前的溫度測（cè）點（diǎn）應遠離軸封減溫器，軸封減溫水調（diào）門調節品質應良好，能夠保（bǎo）證軸封（fēng）汽溫度的穩定；另外軸封減溫水的（de）零位應校正好，防止減（jiǎn）溫水調門關閉後，仍有減溫水進入軸封係統。

5）為避免（miǎn）軸封係統自密封狀態時（shí）軸封供汽調閥處於關閉狀態，造成（chéng）軸封供汽（qì）調閥前的蒸汽為死汽，可將軸封供汽調閥Z低閥位限製為（wéi）5%。機組正常運行過（guò）程中主機軸封供汽調閥、溢流（liú）調閥（fá）必須投（tóu）入自動狀態，不得隨意退出自動，發現閥門故障及時聯係檢修處理。

6）加（jiā）強軸封供汽母管溫（wēn）度監視，當軸封溫度低於280℃時，軸封（fēng）供汽母管疏（shū）水閥應聯開，否則手動開啟。

7）輔（fǔ）汽係統正常運行中連續供汽（qì）用戶隻有小機軸封供汽，尤其是機（jī）組高負荷（hé）期間，長期運行輔汽聯箱溫度會逐步下降，運行中嚴格（gé）控製輔（fǔ）汽聯箱溫度大於280℃，溫（wēn）度（dù）低時及時開啟疏水旁（páng）路，提高輔（fǔ）汽溫度。

8）機組甩負荷或（huò）跳閘後，應檢查（chá）輔（fǔ）汽汽源切至（zhì）本機冷再或臨機供汽（qì），保證輔汽聯箱壓力不低（dī）於0.8Mpa，否則及時（shí）手動調整。如軸封係統進冷汽，立即開啟軸封係統疏水提升軸封母管溫度至300℃～320℃。

五、總結

由於汽機軸封汽係統運行是否穩定，直接關係到汽輪機是否能夠安全可靠運行。一方麵在運行（háng）中加強監控，及時發現異常情況，並采取有效措施（shī），防止事故的擴大。另一方麵（miàn），必須（xū）采取有效的措施，防止類似事故的發生（shēng），確保機組正常運行。

（來源：集控圈）