華先法力#腎課程設計（綜合實驗）報告（2012--2013年度第1學期）名稱：課程或實驗名稱題目：軸封系統院系：控制與計算機工程學院班級：實驗自10學號：1101190104學生姓名：高耀巋指導教師：常太華設計周數：一周成績：日期：2013年01月16日一、 課程設計（綜合實驗）的目的與要求本次課程設計為《檢測技術與儀器》、《過程參數檢測及儀表》、《汽輪機原理》專業課的綜合實踐環節。通過本課程設計，使學生加深對主要電廠熱力設備工作原理的理解以及過程參數檢測基本概念的理解，掌握儀表的基本設計方法和設計步驟。二、 設計（實驗）正文在汽輪機級內，主要是在隔板和主軸的間隙處，以及動葉頂部與氣缸的間隙處存在漏氣。此外，在汽輪機的高壓端或者高中壓缸的兩端，在主軸穿出氣缸處，蒸汽也會向外泄露，這些都將是汽輪機的效率降低，并增大凝結水損失。在汽輪機的低壓端或者低壓缸的兩端，因氣缸內的壓力低于大氣壓力，在主軸穿出氣缸處，會有空氣露入氣缸，使機組真空惡化，并增大抽氣器的負荷。因此，軸封系統是汽輪機不可缺少的重要組成部分，在汽輪機運行中起著重要的作用，也就是說，一個完善的軸封系統既要防止級問、端汽封漏汽，又要避免動靜碰磨。軸封及其系統的工作原理：1.1齒形軸封如圖1所示，軸封可以看做是許多狹小的通道及相同的小室串聯而成的，從側面看去，即為許多環形孔口和環形氣室。當蒸汽從高壓側流向低壓側時，一定壓力的蒸汽流經環形孔口時，通流面積減小，蒸汽流速增大，壓力降低，由p0降到pl，比焓值由h0=ha降到hb隨后高速汽流進入環形小室時，通流面積突然變大，流速降低，汽流轉向，發生撞擊和產生渦流,速度降到近似為零,但壓力pl不便，蒸汽原具有的動能轉變成熱能,從新加入到蒸汽中去，但相比可以忽略。當蒸汽經過第二個汽封間隙時，又重復上述過程壓力再次降低.蒸汽流經最后一個汽封齒后，蒸汽壓力與大氣壓力相差甚小.由圖1軸封熱力過程線可知：P0>P1>P2>…>Pzh0h0=ha=hc=he..=hz如果近似認為各環形孔口的環形漏氣面積A都相等，通過各孔口的蒸汽流量△勺相同，則各孔口均AGl=uAlcxpx△Gi=cp即是常數 uA/xx由此公式可知，蒸汽流過各軸封片時不斷膨脹，蒸汽密度不斷減小，則可見蒸汽流速不斷增大。當最后一片孔口的壓差足夠大時，氣流速度可以達到當地音速，此時漏氣量達到最大值，在其前面的各軸封孔口處氣流速度都只能小于臨界音速，也就是說臨界音速只能發生在最后一片軸封孔口處，這是因為等流量曲線上逆流方向各點對應的蒸汽溫度越來越高，氣流速度越來越低，從而通過減小軸封漏氣間隙5來減小環形孔口的環形漏氣面積Ai，最終達到減少漏氣，提高機組效率的日的。1.2齒形軸封漏氣量的計算1.2.1當最后一片軸封孔口處流速未達到臨界音速時：AG,=uA,:*。302一pz2）1廣"p其中：AGl孔口的蒸汽流量1軸封孔口漏氣流量系數A 1軸封孔口漏氣面積P。工質密度Pc0第一個孔口前壓力pz最后一個孔口后壓力Z軸封片數（此處略去推導過程）1.2.2當最后一片軸封孔口處流速達到臨界音速時:其中：AG1.c孔口的蒸汽流量u 一—一，1軸封孔口漏氣流量系數A 1軸封孔口漏氣面積P。工質密度"小0第一個孔口前壓力（此處略去推導過程）1.3軸封系統1.3.1軸封系統的主要功能軸封蒸汽的主要功能是向汽輪機的軸封和主汽閥、調節閥的閥桿汽封供送密封蒸汽，同時將各汽封的漏氣合理導向或抽出。在汽輪機的高壓區段，軸封系統的正常功能是防止蒸汽向外泄露，以確保汽輪機有較高的效率；在汽輪機的低壓區段，則是防止外界的空氣進入汽輪機內部，保證汽輪機有盡可能高的真空，也是為了保證汽輪機組的高效率。1.3.2軸封系統的簡要介紹軸封系統供汽有主蒸汽、冷再熱蒸汽和高壓輔汽三路供汽。主蒸汽汽源作為備用汽源，用于在輔助汽源異常時使汽輪機安全停機。軸封供汽采用三閥系統，即在汽輪機所有運行工況下，供汽壓力通過三個調節閥即主蒸汽供汽調節閥、輔助汽源供汽調節閥和溢流調節閥來控制，使汽輪機在任何運行工況下均自動保持供汽母管中設定的蒸汽壓力。上述三個調節閥及其前截止閥和必需的旁路閥組成三個壓力控制站。1.3.3系統組成及主要設備本系統由軸端汽封的供汽、漏汽管路，主汽閥和主汽調節閥的閥桿漏汽管路，中壓聯合汽閥的閥桿漏汽管路以及相關設備組成。軸封冷卻器本系統設置一臺100%容量軸封冷卻器，用于抽出最后一段軸封腔室漏汽（或氣），并維持該腔室微負壓運行。軸封冷卻器冷卻的是汽一氣混合物，冷卻用的介質是凝結水，因此凝結水也得到了加熱（故也稱軸封加熱器）。軸加風機本系統采用兩臺100%容量軸封風機（其中一臺備用）。該風機為單級軸向進汽式風機，帶有傳動裝置，懸臂支撐固定于汽封冷卻器的支架上，主軸通過聯軸器與電機相聯，風機采用圓形的軸向吸入口和矩形的水平排出口；轉動裝置采用滾動軸承。轉子由葉輪和主軸等零件組成，葉片和蓋板采用塞焊接結構。葉片經靜平衡校正，以保證轉子平衡。它的作用是將軸封漏氣經過軸封加熱器之后的乏汽（包括混入的空氣）抽走，并維持一定的負壓，使軸封汽的外擋漏氣不向外冒汽，而直接加熱軸封加熱器里的凝結水噴水減溫器從軸封母管過來的蒸汽壓力、溫度過高，通過溫度控制站控制其噴水量，從而實現減溫后的蒸汽滿足低壓軸封供汽要求。節流孔板為保證主蒸汽供汽站、輔助汽源供汽站在機組正常運行中始終處于熱備用狀態，在調節閥前設有帶節流孔板的旁路。節流孔版的作用一、是暖軸封進氣管的。因為大機組在正常運行中軸封進氣是不使用的.全靠高中壓缸軸封漏氣來密封低壓缸的軸封.所以為了防止軸封進氣管路長期不投用而變冷，在事故或需要緊急投用輔汽密封軸封的時候形成疏水，造成汽缸進水.所以正常情況下需要對軸封進氣管路進行暖管。二、是保證當調節閥故障時能不使軸封汽中斷，保證軸封汽有一個最小的流量。安全閥由于到汽封系統的供汽壓力可能超過系統的設計允許壓力，系統中裝有安全閥，用以釋放可能由于調節閥的誤動作引起的超壓。安全閥整定壓力為0.24MPa。BDV閥（事故排泄閥）在緊急停機時，高壓缸內的蒸汽會經過高中壓缸之間的中間汽封，漏至中壓缸，從而引起轉子飛車，所以在中間汽封引出管路，通過BDV閥，直接引入排汽裝置，將高壓缸內的汽排出。VV閥（高壓缸通風閥）在中壓缸啟動過程中，因高壓缸沒有進氣，通風摩擦使轉子動葉，隔板靜葉溫度升高，產生熱應力與熱變形，此時開啟VV閥利用排汽裝置的負壓將高壓缸抽成真空，控制溫度的升高。水封主要是防止軸封加熱器失水空氣和蒸汽進入凝汽器降低真空。1.3.4軸封系統流程圖（見附表1）1.3.5軸封系統的過程參數及所選儀表（見附表2）1.3.6所用到的選表原則1.3.6.1溫度儀表選表（1） 溫度在150°C及以下時，選用銅熱電阻；（2） 溫度在100C以上，500C以下時，選用鉑熱電阻，但由于鉑絲細，易受振損壞，故在300C以上易產生振動的地方測量時，不宜采用；（3） 溫度在300C以上、600C以下時，選用鎳鎘一考銅熱電偶。但由于考銅合金絲易氧化變質，因此用在測量高于500C的蒸汽溫度時，宜選用鎳鉻一鎳硅熱電偶；1.3.6.2壓力儀表選表（1） 從工藝要求來考慮：需要觀察壓力的變化情況時選用記錄式壓力表，如波紋管壓力表或多圈彈簧管壓力表；需遠距離傳送壓力信號時可選用壓力變送器；需報警或位式調節，可選用電接點壓力表等。（2） 從被測介質性質來考慮：對一般腐蝕性介質，應選用耐酸壓力表、不銹鋼為膜片的膜片壓力表；具有強腐蝕性、含固體顆粒、粘稠液等介質，應選用膜片壓力表，其膜片的材質，必須根據測量介質的特性選擇；對氧氣、氫氣、乙炔等特殊的介質，應選用專用壓力表。（3） 從使用環境來考慮：對易燃、易爆的場合，使用電氣壓力表時，應選擇防爆型壓力表；在機械振動較強的場合，應選用耐振壓力表等；在大氣腐蝕性較強、粉塵較多和易噴淋液體等環境惡劣的場合，宜選用密閉式全塑壓力表。1.3.6.3流量儀表選表差壓測量儀表：差壓側量儀表與節流裝置配合，可測量管道中各種流體的流量。也是當前電廠中常用的流量測量儀表，同時也是測量容器中液位（汽包水位、水箱水位等）的常用儀表。選用標準節流裝置時必須嚴格遵循標準文件要求，否則會造成較大的測量誤差。三、 課程設計（綜合實驗）總結或結論課程設計是我們專業課程知識綜合應用和實踐訓練，也是我們邁向社會，從事職業工作前一個必不少的過程通過一周的過程參數課程設計，讓我對《檢測技術與儀器》、《過程參數檢測及儀表》、《汽輪機原理》專業課的相關知識有了新