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汽機主軸軸封抱死的原因和防范措施

2025-12-12

一、軸封系統(tǒng)的作用

軸封系統(tǒng)的主要功能是向汽輪機、給水泵小汽輪機的軸封提供密封蒸汽，同時將各汽封的漏汽合理導出或抽出。在汽輪機的高壓區(qū)段，軸封系統(tǒng)的正常功能是防止蒸汽向外泄漏；在汽輪機的低壓區(qū)段，則是防止外界的空氣進入汽輪機內(nèi)部，保證汽輪機有盡可能高的真空，以確保汽輪機組的高效率。

二、引起主機軸封抱死的原因

在機組長期運行過程中，軸封系統(tǒng)存在的問題，集中表現(xiàn)為軸封汽壓力、溫度過低。其中主機軸封蒸汽溫度過低是造成主機大軸因軸封抱死的最直接原因。因為軸封蒸汽直接與汽輪機大軸接觸，它的溫度變化直接影響到大軸的伸縮，汽機在穩(wěn)定運行和熱態(tài)啟動時，相應轉(zhuǎn)子的溫度很高，如果軸封蒸汽溫度過低，大量的低溫蒸汽通過軸封吸入汽缸，它不僅在轉(zhuǎn)子上引起較大的熱應力，而且會造成軸封及軸封處大軸的急劇冷卻收縮，當收縮量過大時，將有可能導致軸封或汽缸內(nèi)部動靜部分碰磨，進而會導致主機大軸抱死。

所以在調(diào)整軸封蒸汽供汽時，尤其是熱態(tài)啟機或者在停機的過程中，必須嚴格控制軸封溫度在280℃～320℃內(nèi)，并且對供汽管道進行充分的暖管疏水，確保軸封蒸汽溫度與金屬溫度相配備，并有一定的過熱度。

正常運行中，軸封母管的壓力低于6KPa時，將會造成外界空氣漏入低壓缸，不但會使汽輪機真空下降，同時還會因冷空氣冷卻軸頸使轉(zhuǎn)子收縮造成負差脹。在主機停機后抽真空狀態(tài)時，如果軸封失壓將會導致大量冷空氣進入汽輪機高、中、低壓軸封處，進而有可能造成主機軸封抱死。

由于主機軸封汽溫度、壓力過低是造成主機軸封抱死的最直接原因，因此為防止主機軸封抱死，首先要保證的是主機軸封供汽母管的溫度、壓力在合適的范圍內(nèi)。

1、輔助蒸汽溫度低：

機組正常運行時輔助蒸汽系統(tǒng)的汽源來自于本機四抽，冷再作為備用；在機組啟停階段，輔汽來自于相鄰機組或者啟動鍋爐。在機組正常運行階段，輔助蒸汽系統(tǒng)用戶很少，尤其是小機汽源切至四抽供汽后，有可能造成軸封溫度較低。

機組啟停時，輔汽聯(lián)箱至主機軸封的供汽主要來自于啟動鍋爐或鄰機輔汽聯(lián)箱，正常運行時鄰機輔汽聯(lián)箱溫度在280-350℃左右，考慮到啟動鍋爐和鄰機輔汽聯(lián)箱至本機輔汽聯(lián)箱的距離較遠，啟停機時，尤其是停機的時候，如果管路疏水不當，將會造成輔汽聯(lián)箱的蒸汽溫度較低。

冷段再熱蒸汽是本機輔汽聯(lián)箱的備用汽源，在機組低負荷運行或停機過程中，由于四抽壓力較低，可能會短時采用冷再熱蒸汽供輔汽。在高旁開啟時，為控制高旁后的蒸汽溫度，高旁減溫水會投入，如果減溫水調(diào)閥調(diào)節(jié)不好或者減溫水調(diào)閥關(guān)閉后存在內(nèi)漏，均會造成輔汽溫度較低，進而造成軸封溫度較低。

2、軸封減溫水內(nèi)漏：

主機軸封系統(tǒng)通常設(shè)計有一個減溫器，正常運行時減溫水以主機軸封溫度設(shè)定值作為調(diào)節(jié)的對象，為了保證主機軸封溫度的穩(wěn)定，減溫水調(diào)閥的調(diào)節(jié)品質(zhì)要保證良好，減溫器后面的溫度測點一定要遠離減溫器，避免溫度變化太敏感造成減溫水調(diào)閥調(diào)節(jié)擺動，另外對于減溫水調(diào)閥要求關(guān)閉后能防止內(nèi)漏。

3、輔助蒸汽壓力、軸封壓力低：

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

4、軸封系統(tǒng)疏水不當：

為防止軸封蒸汽溫度低，在軸封減溫器后、主機軸封供汽調(diào)閥前、軸封供汽母管上以及軸封供汽母管至各軸封段的分支上均設(shè)計有疏水門。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、冷汽進入軸封系統(tǒng)。尤其對于低壓缸段軸封，由于低壓缸段軸封供汽管道需經(jīng)過凝汽器內(nèi)部方可到達低壓軸封處，軸封蒸汽很容易被冷卻。

三、防止主機大軸抱死的預防措施

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

2）高旁減溫水快關(guān)閥、調(diào)閥邏輯為對應高旁減溫水調(diào)閥開度小于2%聯(lián)關(guān)高旁減溫水調(diào)閥前快關(guān)閥，大于5%聯(lián)開高旁減溫水調(diào)閥前快關(guān)閥，確保高旁減溫水能夠關(guān)嚴，防止高旁減溫水竄入輔汽系統(tǒng)，啟停機過程中應加強監(jiān)視。

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

4）主機軸封供汽站前的溫度測點應遠離軸封減溫器，軸封減溫水調(diào)門調(diào)節(jié)品質(zhì)應良好，能夠保證軸封汽溫度的穩(wěn)定；另外軸封減溫水的零位應校正好，防止減溫水調(diào)門關(guān)閉后，仍有減溫水進入軸封系統(tǒng)。

5）為避免軸封系統(tǒng)自密封狀態(tài)時軸封供汽調(diào)閥處于關(guān)閉狀態(tài)，造成軸封供汽調(diào)閥前的蒸汽為死汽，可將軸封供汽調(diào)閥最低閥位限制為5%。機組正常運行過程中主機軸封供汽調(diào)閥、溢流調(diào)閥必須投入自動狀態(tài)，不得隨意退出自動，發(fā)現(xiàn)閥門故障及時聯(lián)系檢修處理。

6）加強軸封供汽母管溫度監(jiān)視，當軸封溫度低于280℃時，軸封供汽母管疏水閥應聯(lián)開，否則手動開啟。

7）輔汽系統(tǒng)正常運行中連續(xù)供汽用戶只有小機軸封供汽，尤其是機組高負荷期間，長期運行輔汽聯(lián)箱溫度會逐步下降，運行中嚴格控制輔汽聯(lián)箱溫度大于280℃，溫度低時及時開啟疏水旁路，提高輔汽溫度。

8）機組甩負荷或跳閘后，應檢查輔汽汽源切至本機冷再或臨機供汽，保證輔汽聯(lián)箱壓力不低于0.8Mpa，否則及時手動調(diào)整。如軸封系統(tǒng)進冷汽，立即開啟軸封系統(tǒng)疏水提升軸封母管溫度至300℃～320℃。

來源：公眾號“泵閥儀表”