一种蒸汽轮机轴封系统状态监测系统和方法技术方案

本发明专利技术提供一种蒸汽轮机轴封系统状态监测系统和方法，包括：高压缸、中压缸、低压缸、高中压缸高压端轴封瓦、高中压缸中压端轴封瓦、低压缸汽端轴封瓦、低压缸电端轴封瓦、给水泵汽轮机、给水泵汽轮机进汽端轴封瓦、给水泵汽轮机排汽端轴封瓦、与缸体相连的转子以及轴封供汽母管；通过在相关供回汽管道和汽缸端壁安装温度测点，并实时上传至数据采集仪或DCS控制系统中，以此判断各轴封瓦工作状态，进而根据逻辑设定自动调整轴封系统各阀门工作状态。本发明专利技术有效解决了给水泵汽轮机与主汽轮机轴封系统不匹配、轴封系统在变工况下运行方式单一的问题，具有系统状态监测灵敏、参数实时跟踪、运行方式灵活、逻辑设定可靠的优点。逻辑设定可靠的优点。逻辑设定可靠的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种蒸汽轮机轴封系统状态监测系统和方法


[0001]本专利技术属于蒸汽轮机轴封系统控制改造
，尤其涉及一种蒸汽轮机轴封系统状态监测系统和方法。

技术介绍

[0002]蒸汽轮机轴封系统是汽轮机的重要组成部分，在汽轮机转动部件与静止部件之间，必需采取一些措施来与外界环境隔绝，在汽轮机的高压部分，轴封系统能有效防止蒸汽漏入外界环境或漏入轴承箱中，以提高机组经济性和降低润滑油质乳化的风险；在汽轮机的低压部分，轴封系统能有效防止外界空气漏入机组真空环境中，保证汽轮机尽可能高的真空度和汽轮机效率。轴封系统主要由各轴封瓦块及其组件、轴封供汽管道、轴封加热器和相应的管道阀门组成。
[0003]现运行汽轮发电机组中，汽动给水泵由于其负荷适应性好、经济性高的优点，在大部分大容量机组中得到普及，其实际运行中，轴封系统以轴封母管压力为第一目标参数，后轴封供汽温度为第二目标参数进行系统工况调整，给水泵汽轮机轴封与主机轴封并列运行，但轴封压力测点在低压环境下对压力不敏感、后轴封供汽温度测点波动大、主机与给水泵汽轮机轴封不匹配的问题突出，各轴瓦实际运行情况不明，不时出现低压轴封漏真空和汽轮机油带水的现象，如何实时掌握轴封系统各轴瓦工作状态并以此为依据优化对轴封目标参数的控制，达到轴封系统安全、经济运行仍是一个亟需解决的问题。

技术实现思路

[0004]为了克服上述现有技术中的不足，本专利技术提供一种蒸汽轮机轴封系统状态监测系统，用以实现蒸汽轮机轴封系统状态监测和优化控制。
[0005]系统包括：高压缸、中压缸、低压缸、高中压缸高压端轴封瓦、高中压缸中压端轴封瓦、低压缸汽端轴封瓦、低压缸电端轴封瓦、给水泵汽轮机、给水泵汽轮机进汽端轴封瓦、给水泵汽轮机排汽端轴封瓦、与缸体相连的转子以及轴封供汽母管；
[0006]高压缸和中压缸固定连接；高压缸的一端与高中压缸高压端轴封瓦连接；中压缸的一端与高中压缸中压端轴封瓦的一端连接；
[0007]低压缸的一端与低压缸汽端轴封瓦连接；低压缸的另一端与低压缸电端轴封瓦连接；
[0008]给水泵汽轮机的一端与给水泵汽轮机进汽端轴封瓦连接；给水泵汽轮机的另一端与给水泵汽轮机排汽端轴封瓦连接；
[0009]轴封供汽母管上安装有轴封母管减温器，轴封母管减温器连接有凝结水供液端；
[0010]低压缸汽端轴封瓦、低压缸电端轴封瓦、高中压缸高压端轴封瓦、高中压缸中压端轴封瓦、给水泵汽轮机进汽端轴封瓦和给水泵汽轮机排汽端轴封瓦分别与轴封供汽母管连接。
[0011]优选地，还包括：再热蒸汽冷段管道接口，辅助蒸汽管道接口,凝汽器接口；
[0012]轴封供汽母管通过手动截止阀一、气动调阀一、逆止阀以及电动截止阀一连接至再热蒸汽冷段管道接口；
[0013]辅助蒸汽管道接口经电动截止阀二、气动调阀二和手动截止阀二以及并联设置的旁路电动截止阀一与轴封供汽母管相连；
[0014]凝汽器接口经手动截止阀三、气动调阀三和手动截止阀三以及并联设置的旁路电动截止阀二与凝汽器相连。
[0015]优选地，轴封供汽母管经电动截止阀四与给水泵汽轮机进汽端轴封瓦相连；
[0016]轴封供汽母管经电动截止阀五与给水泵汽轮机排汽端轴封瓦相连。
[0017]优选地，还包括：轴封回汽母管；
[0018]轴封回汽母管经手动截止阀四与轴封加热器相连；
[0019]轴封回汽母管分别与高中压缸高压端轴封瓦、高中压缸中压端轴封瓦、低压缸汽端轴封瓦、低压缸电端轴封瓦、给水泵汽轮机进汽端轴封瓦、给水泵汽轮机排汽端轴封瓦相连；
[0020]其中给水泵汽轮机进汽端轴封瓦、给水泵汽轮机排汽端轴封瓦经手动截止阀六与低压轴封回汽管道后部分相连。
[0021]优选地，轴封供汽母管设有压力测点P1和温度测点T1；
[0022]高压轴封供汽支管至高中压缸高压端轴封瓦上装设温度测点T2；
[0023]高压轴封供汽支管至高中压缸中压端轴封瓦上装设温度测点T3，
[0024]高压轴封供汽支管在至给水泵汽轮机进汽端轴封瓦管道进瓦前位置装设压力测点P4、温度测点T
11
；
[0025]轴封母管减温后管道装设温度测点T6，低压轴封母管至给水泵汽轮机进汽端轴封瓦进瓦前管道装设压力P5、温度测点T
12
，低压轴封母管至低压缸汽端轴封瓦管道装设压力测点P2、温度测点T7，至低压缸电端轴封瓦管道装设压力测点P3、温度测点T8。
[0026]优选地，给水泵汽轮机进汽端轴封瓦至轴封回汽管道装设温度测点T
13
，给水泵汽轮机排汽端轴封瓦至轴封回汽管道装设温度测点T
14
，高中压缸高压端轴封瓦至轴封回汽管道装设温度测点T4，高中压缸中压端轴封瓦至轴封回汽管道装设温度测点T5，低压缸汽端轴封瓦至轴封回汽管道装设温度测点T9，低压缸电端轴封瓦至轴封回汽管道装设温度测点T
10
，轴封回汽母管至轴封加热器手动截止阀四前管道装设温度测点T
15
。
[0027]优选地，轴封处转子金属温度监测，装有汽缸端壁金属温度测点，高压缸端壁金属温度测点T
15
，中压缸端壁金属温度测点T
16
，低压缸电机端壁金属温度测点T
17
；
[0028]各轴封回汽管道支管和主管均装有温度测点，用以测量轴封回汽管道内汽气混合物的温度，并以此判断各轴封瓦的工作状态。
[0029]本专利技术还提供一种蒸汽轮机轴封系统状态监测方法，方法包括：
[0030]机组启动时，轴封由辅助蒸汽进行供汽，对轴封系统进行暖管，暖管至辅助蒸汽来汽电动截止阀前疏水有30℃以上的过热度，开启电动截止阀二、手动截止阀二、电动截止阀五、电动截止阀四，确定旁路电动截止阀一、手动截止阀一、电动截止阀一、气动调阀一、手动截止阀三、气动调阀三、手动截止阀三、旁路电动截止阀二在关闭状态；
[0031]微开气动调阀二至5％开度，缓慢对轴封各供汽管道进行疏水暖管，直至轴封供汽母管温度T1有30℃以上过热度，开启气动调阀二至10％开度，监视T2、T3、T6、T7、T8、T
11
、T
12
温
度上涨至有14℃以上过热度；
[0032]开启回汽管道手动截止阀四、手动截止阀六，轴封加热器建立负压，继续开启气动调阀二，建立轴封供汽系统压力P1至正常值，将辅汽在轴封供汽母管的压力P1提升至设定压力值P，设定压力值P整定为24.1KPa；
[0033]轴封系统供汽温度即轴封系统各供汽温度测点均有14℃以上过热度，其中轴瓦各处供汽温度与轴瓦处金属温度有适配性要求，即偏差小于110℃，包括以下轴瓦供汽温度与金属温度：
[0034]|T2‑
T
15
|<110℃
[0035]|T3‑
T
16
|<110℃
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种蒸汽轮机轴封系统状态监测系统，其特征在于，包括：高压缸(1)、中压缸(2)、低压缸(3)、高中压缸高压端轴封瓦(4)、高中压缸中压端轴封瓦(5)、低压缸汽端轴封瓦(6)、低压缸电端轴封瓦(7)、给水泵汽轮机(9)、给水泵汽轮机进汽端轴封瓦(10)、给水泵汽轮机排汽端轴封瓦(11)、与缸体相连的转子以及轴封供汽母管(45)；高压缸(1)和中压缸(2)固定连接；高压缸(1)的一端与高中压缸高压端轴封瓦(4)连接；中压缸(2)的一端与高中压缸中压端轴封瓦(5)的一端连接；低压缸(3)的一端与低压缸汽端轴封瓦(6)连接；低压缸(3)的另一端与低压缸电端轴封瓦(7)连接；给水泵汽轮机(9)的一端与给水泵汽轮机进汽端轴封瓦(10)连接；给水泵汽轮机(9)的另一端与给水泵汽轮机排汽端轴封瓦(11)连接；轴封供汽母管(45)上安装有轴封母管减温器(8)，轴封母管减温器(8)连接有凝结水供液端(d)；低压缸汽端轴封瓦(6)、低压缸电端轴封瓦(7)、高中压缸高压端轴封瓦(4)、高中压缸中压端轴封瓦(5)、给水泵汽轮机进汽端轴封瓦(10)和给水泵汽轮机排汽端轴封瓦(11)分别与轴封供汽母管(45)连接。2.根据权利要求1所述的蒸汽轮机轴封系统状态监测系统，其特征在于，还包括：再热蒸汽冷段管道接口(a)，辅助蒸汽管道接口(b),凝汽器接口(c)；轴封供汽母管(45)通过手动截止阀一(31)、气动调阀一(32)、逆止阀(33)以及电动截止阀一(34)连接至再热蒸汽冷段管道接口(a)；辅助蒸汽管道接口(b)经电动截止阀二(37)、气动调阀二(36)和手动截止阀二(35)以及并联设置的旁路电动截止阀一(38)与轴封供汽母管(45)相连；凝汽器接口(c)经手动截止阀三(39)、气动调阀三(40)和手动截止阀三(41)以及并联设置的旁路电动截止阀二(42)与凝汽器相连。3.根据权利要求1所述的蒸汽轮机轴封系统状态监测系统，其特征在于，轴封供汽母管(45)经电动截止阀四(14)与给水泵汽轮机进汽端轴封瓦(10)相连；轴封供汽母管(45)经电动截止阀五(13)与给水泵汽轮机排汽端轴封瓦(11)相连。4.根据权利要求1所述的蒸汽轮机轴封系统状态监测系统，其特征在于，还包括：轴封回汽母管(46)；轴封回汽母管(46)经手动截止阀四(16)与轴封加热器(e)相连；轴封回汽母管(46)分别与高中压缸高压端轴封瓦(4)、高中压缸中压端轴封瓦(5)、低压缸汽端轴封瓦(6)、低压缸电端轴封瓦(7)、给水泵汽轮机进汽端轴封瓦(10)、给水泵汽轮机排汽端轴封瓦(11)相连；其中给水泵汽轮机进汽端轴封瓦(10)、给水泵汽轮机排汽端轴封瓦(11)经手动截止阀六(15)与低压轴封回汽管道后部分相连。5.根据权利要求1所述的蒸汽轮机轴封系统状态监测系统，其特征在于，轴封供汽母管(45)设有压力测点P1和温度测点T1；高压轴封供汽支管至高中压缸高压端轴封瓦(4)上装设温度测点T2；高压轴封供汽支管至高中压缸中压端轴封瓦(5)上装设温度测点T3，高压轴封供汽支管在至给水泵汽轮机进汽端轴封瓦(10)管道进瓦前位置装设压力测
点P4、温度测点T
11
；轴封母管减温后管道装设温度测点T6，低压轴封母管至给水泵汽轮机进汽端轴封瓦(10)进瓦前管道装设压力P5、温度测点T
12
，低压轴封母管至低压缸汽端轴封瓦(6)管道装设压力测点P2、温度测点T7，至低压缸电端轴封瓦(7)管道装设压力测点P3、温度测点T8。6.根据权利要求1所述的蒸汽轮机轴封系统状态监测系统，其特征在于，给水泵汽轮机进汽端轴封瓦(10)至轴封回汽管道装设温度测点T
13
，给水泵汽轮机排汽端轴封瓦(11)至轴封回汽管道装设温度测点T
14
，高中压缸高压端轴封瓦(4)至轴封回汽管道装设温度测点T4，高中压缸中压端轴封瓦(5)至轴封回汽管道装设温度测点T5，低压缸汽端轴封瓦(6)至轴封回汽管道装设温度测点T9，低压缸电端轴封瓦(7)至轴封回汽管道装设温度测点T
10
，轴封回汽母管至轴封加热器手动截止阀四(16)前管道装设温度测点T
15
。7.根据权利要求1所述的蒸汽轮机轴封系统状态监测系统，其特征在于，轴封处转子金属温度监测，装有汽缸端壁金属温度测点，高压缸端壁金属温度测点T
15
，中压缸端壁金属温度测点T
16
，低压缸电机端壁金属温度测点T
17
；各轴封回汽管道支管和主管均装有温度测点，用以测量轴封回汽管道内汽气混合物的温度，并以此判断各轴封瓦的工作状态。8.一种蒸汽轮机轴封系统状态监测方法，其特征在于，方法采用如权利要求1至7任意一项所述的蒸汽轮机轴封系统状态监测系统；方法包括：机组启动时，轴封由辅助蒸汽b进行供汽，对轴封系统进行暖管，暖管至辅助蒸汽来汽电动截止阀前疏水有30℃以上的过热度，开启电动截止阀二(37)、手动截止阀二(35)、电动截止阀五(13)、电动截止阀四(14)，确定旁路电动截止阀一(38)、手动截止阀一(31)、电动截止阀一(34)、气动调阀一(32)、手动截止阀三(39)、气动调阀三(40)、手动截止阀三(41)、旁路电动截止阀二(42)在关闭状态；微开气动调阀二(...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文亮，王强，朱波，
申请(专利权)人：国家能源集团华北电力有限公司廊坊热电厂，
类型：发明
国别省市：