多級水封、除氧器溢流水封裝置

級水封、溢流水封裝置

多級水封原理是疏水采用逐級溢流，而加熱器內的蒸汽被多級水封內的水柱封住不能外泄。水封的水柱高度取決于加熱器內的壓力與外界壓力之差。

多級水封是汽輪機軸封加熱器的疏水部分。軸封加熱器在運行時處于微負壓狀態，壓力大約在-6 kPa左右，與凝汽器真空壓差約10 m水柱（約100KPa），按照多級水封工作原理，此多級水封在工作時必須產生高于10 m水柱的阻力方可保證疏水暢通又能阻止空氣漏入。軸封加熱器至凝汽器多級水封為4級水封(如下圖)，每級水封筒高約3m。

多級水封的作用：維持好軸加疏水水位，防止蒸汽進入凝汽器或下一級加熱器，進入凝汽器將影響真空，進入下一級加熱器將影響循環熱效率，采用多級水封，使水在水封中曲折流動形成一定壓差，并利用其特有結構只許疏水通過，防止蒸汽通過。

如軸加內水位太高，將減少換熱面積，使換熱效果減弱，并有可能引起軸封壓力的異常變化，使軸端冒汽，油中進水；而水位太低，多級水封將失去作用，軸封排汽將直接進入凝汽器，影響真空。

|P0|+P1+P2+P3+P4=|P5|

一旦多級水封里的水灌滿后，它的水位是基本維持不變的。多級水封就是增大疏水的阻力，從理論上說軸封加熱器疏水經過多級水封然后再有一定的高度回到凝汽器汽側，流動阻力加上高差剛好等于凝汽器的真空這時候就是最正常的工況，但事實上工況經常在變，凝汽器的真空也不是一成不變的，所以多級水封一般很容易造成兩個結果，一是回水不暢（流動阻力大時），一是漏真空（回水阻力小時），多級水封并不是只能通過水不能通過汽，凝汽器真空太高了把回水拉空自然就會有空氣進去也自然就會掉真空了。

除氧器溢流水封裝置，水箱溢流裝置原理:

1)  除氧器投入前，水封筒的外套筒里須注滿水,以使外套筒內跟除氧器溢流口相連的溢流管口被外套筒里的水封住,以保證不與大氣相通,正常運行時除氧器在0.02MPa\104度的飽和狀態下工作進行熱力除氧，當水箱水位升高超過溢流口到達水封筒動作值時,水封筒內的水被壓出,多余的水經外套筒的溢流管溢出,以保證水箱降至正常水位。 

2)  當除氧器內壓力升高能使水封裝置內的水溢出時,即水封裝置動作,先將水封裝置的外套筒內存水壓走,然后由此通道將超壓的蒸汽排出，起到防止除氧器超壓作用。有一根接在外套筒的除鹽水管,就是在水箱超壓動作后，恢復正常壓力時用的,由于水封筒里的水位因超壓被排走后,除氧器溢流口與大氣接通,會從外套筒的溢流管冒汽，此時就得通過此除鹽水管向水封筒里注水,以保證水封筒里水位,使其恢復正常水封作用,封住除氧器溢流口。另外，在初次啟動除氧器時,可往水封筒里注水，以助除氧器內建壓。

多級水封是工程應用領域中的一種疏水裝置，常見于火力發電機組軸封加熱器至凝汽器的疏水段。軸封加熱器是汽輪機軸封系統的重要設備，主要的功能是收集汽輪機各個汽缸軸端汽封漏汽和汽輪機的閥門門桿漏汽，并利用這些蒸汽的熱能加熱主凝結水，減少熱損失。軸封加熱器安裝的抽氣風機，可以抽出隨軸封回汽進入軸封加熱器的不凝結氣體；同時維持軸封加熱器的微真空狀態，使與之相連接的各軸封腔室壓力降低，確保軸封蒸汽不外泄，軸封回汽放熱凝結下來的疏水要排入凝汽器。軸封加熱器正常工作時處于微負壓狀態，凝汽器正常工作時處于低背壓狀態，二者壓力相差大約10m水柱。為防止凝汽器通過軸封加熱器漏入空氣，并保證軸封加熱器疏水暢通，在軸封加熱器汽側疏水與凝汽器之間需要設置疏水裝置，其中多級水封憑借其沒有機械傳動、無磨損、無卡澀、無電氣元件、無需調試、不耗電、結構簡單、維護方便等優點得到廣泛應用。長期運行實踐表明，多級水封疏水方式簡單、可靠、免操作、免維護，與電動、氣動或浮子式水位調節裝置相比，非常適合用于對可靠性要求很高、壓差不大的軸加疏水系統。

多級水封的作用是增大疏水回水的阻力，維持軸封加熱器疏水水位。從理論上說，軸封加熱器疏水經過多級水封然后再有一定的高度回到凝汽器汽側，流動阻力加上高差剛好等于凝汽器的真空，這時候就是最正常的工況。但是機組運行工況一直在變化，由于運行或設計等原因，多級水封在工況變化過程中常產生兩種結果，一是由于多級水封出口閥門故障、調整不當或者多級水封內部發生氣塞、水塞可能造成軸封加熱器疏水不暢，導致軸封加熱器水位異常升高；二是回水阻力不夠，多級水封管失水，軸封加熱器的汽側直接與凝汽器相通，由于軸封加熱器汽側通過軸加風機與大氣直接相通，將會造成機組真空急劇下降。上述兩種情況均影響機組運行的穩定性和安全性。

目前，工程應用中多級水封采用不透明的金屬材料，無法觀察不同工況下多級水封內的狀態，對多級水封的工作原理及上述多級水封正常、異常工作狀態的理解大多是通過理論推算和查閱示意圖等方式來實現的，對于軸封加熱器疏水導入凝汽器時以及異常工況發生時，多級水封內狀態變化的動態過程，工程人員缺少直觀的認識，不利于對問題的分析判斷。