級(jí)水封、溢流水封裝置

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

多級(jí)水封是汽輪機(jī)軸封加熱器的疏水部分。軸封加熱器在運(yùn)行時(shí)處于微負(fù)壓狀態(tài)，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(jí)水封工作原理，此多級(jí)水封在工作時(shí)必須產(chǎn)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(jí)水封為4級(jí)水封(如下圖)，每級(jí)水封筒高約3m。

多級(jí)水封的作用：維持好軸加疏水水位，防止蒸汽進(jìn)入凝汽器或下一級(jí)加熱器，進(jìn)入凝汽器將影響真空，進(jìn)入下一級(jí)加熱器將影響循環(huán)熱效率，采用多級(jí)水封，使水在水封中曲折流動(dòng)形成一定壓差，并利用其特有結(jié)構(gòu)只許疏水通過(guò)，防止蒸汽通過(guò)。

如軸加內(nèi)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(jìn)水；而水位太低，多級(jí)水封將失去作用，軸封排汽將直接進(jìn)入凝汽器，影響真空。

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

一旦多級(jí)水封里的水灌滿后，它的水位是基本維持不變的。多級(jí)水封就是增大疏水的阻力，從理論上說(shuō)軸封加熱器疏水經(jīng)過(guò)多級(jí)水封然后再有一定的高度回到凝汽器汽側(cè)，流動(dòng)阻力加上高差剛好等于凝汽器的真空這時(shí)候就是最正常的工況，但事實(shí)上工況經(jīng)常在變，凝汽器的真空也不是一成不變的，所以多級(jí)水封一般很容易造成兩個(gè)結(jié)果，一是回水不暢（流動(dòng)阻力大時(shí)），一是漏真空（回水阻力小時(shí)），多級(jí)水封并不是只能通過(guò)水不能通過(guò)汽，凝汽器真空太高了把回水拉空自然就會(huì)有空氣進(jìn)去也自然就會(huì)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(nèi)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(yùn)行時(shí)除氧器在0.02MPa\104度的飽和狀態(tài)下工作進(jìn)行熱力除氧，當(dāng)水箱水位升高超過(guò)溢流口到達(dá)水封筒動(dòng)作值時(shí),水封筒內(nèi)的水被壓出,多余的水經(jīng)外套筒的溢流管溢出,以保證水箱降至正常水位。 

2)  當(dāng)除氧器內(nèi)壓力升高能使水封裝置內(nèi)的水溢出時(shí),即水封裝置動(dòng)作,先將水封裝置的外套筒內(nèi)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(dòng)作后，恢復(fù)正常壓力時(shí)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(huì)從外套筒的溢流管冒汽，此時(shí)就得通過(guò)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(fù)正常水封作用,封住除氧器溢流口。另外，在初次啟動(dòng)除氧器時(shí),可往水封筒里注水，以助除氧器內(nèi)建壓。

多級(jí)水封是工程應(yīng)用領(lǐng)域中的一種疏水裝置，常見(jiàn)于火力發(fā)電機(jī)組軸封加熱器至凝汽器的疏水段。軸封加熱器是汽輪機(jī)軸封系統(tǒng)的重要設(shè)備，主要的功能是收集汽輪機(jī)各個(gè)汽缸軸端汽封漏汽和汽輪機(jī)的閥門(mén)門(mén)桿漏汽，并利用這些蒸汽的熱能加熱主凝結(jié)水，減少熱損失。軸封加熱器安裝的抽氣風(fēng)機(jī)，可以抽出隨軸封回汽進(jìn)入軸封加熱器的不凝結(jié)氣體；同時(shí)維持軸封加熱器的微真空狀態(tài)，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(jié)下來(lái)的疏水要排入凝汽器。軸封加熱器正常工作時(shí)處于微負(fù)壓狀態(tài)，凝汽器正常工作時(shí)處于低背壓狀態(tài)，二者壓力相差大約10m水柱。為防止凝汽器通過(guò)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(cè)疏水與凝汽器之間需要設(shè)置疏水裝置，其中多級(jí)水封憑借其沒(méi)有機(jī)械傳動(dòng)、無(wú)磨損、無(wú)卡澀、無(wú)電氣元件、無(wú)需調(diào)試、不耗電、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)得到廣泛應(yīng)用。長(zhǎng)期運(yùn)行實(shí)踐表明，多級(jí)水封疏水方式簡(jiǎn)單、可靠、免操作、免維護(hù)，與電動(dòng)、氣動(dòng)或浮子式水位調(diào)節(jié)裝置相比，非常適合用于對(duì)可靠性要求很高、壓差不大的軸加疏水系統(tǒng)。

多級(jí)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(shuō)，軸封加熱器疏水經(jīng)過(guò)多級(jí)水封然后再有一定的高度回到凝汽器汽側(cè)，流動(dòng)阻力加上高差剛好等于凝汽器的真空，這時(shí)候就是最正常的工況。但是機(jī)組運(yùn)行工況一直在變化，由于運(yùn)行或設(shè)計(jì)等原因，多級(jí)水封在工況變化過(guò)程中常產(chǎn)生兩種結(jié)果，一是由于多級(jí)水封出口閥門(mén)故障、調(diào)整不當(dāng)或者多級(jí)水封內(nèi)部發(fā)生氣塞、水塞可能造成軸封加熱器疏水不暢，導(dǎo)致軸封加熱器水位異常升高；二是回水阻力不夠，多級(jí)水封管失水，軸封加熱器的汽側(cè)直接與凝汽器相通，由于軸封加熱器汽側(cè)通過(guò)軸加風(fēng)機(jī)與大氣直接相通，將會(huì)造成機(jī)組真空急劇下降。上述兩種情況均影響機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性。

目前，工程應(yīng)用中多級(jí)水封采用不透明的金屬材料，無(wú)法觀察不同工況下多級(jí)水封內(nèi)的狀態(tài)，對(duì)多級(jí)水封的工作原理及上述多級(jí)水封正常、異常工作狀態(tài)的理解大多是通過(guò)理論推算和查閱示意圖等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的，對(duì)于軸封加熱器疏水導(dǎo)入凝汽器時(shí)以及異常工況發(fā)生時(shí)，多級(jí)水封內(nèi)狀態(tài)變化的動(dòng)態(tài)過(guò)程，工程人員缺少直觀的認(rèn)識(shí)，不利于對(duì)問(wèn)題的分析判斷。