利用新技术提高汽轮机安全、经济性

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1、利用新技术提高汽轮机安全、经济性———论布莱登可调式汽封　　胡贵保　　（新余发电有限责任公司　江西　新余　336502）摘要：简要叙述了传统汽封的不足之处，介绍了布莱登可调试汽封的优越性和实用性，并对此进行了评价及分析。关键词：汽轮机　安全性　经济性　传统汽封　布莱登可调式汽封　1　传统汽封对汽轮机安全性、经济性的影响　　汽封是密封蒸汽的一种装置，其作用是减少和防止汽轮机动静部分间隙处的蒸汽泄漏及空气漏入汽缸，汽封按其装配位置的不同可分为轴端汽封（轴封），隔板汽封和通流部分汽封（叶顶汽封）三大类。每圈汽封分成六

2、个汽封弧段，每个汽封弧段的背部装有两片平板弹簧片，弹簧片将汽封弧段压向汽轮机转子，使得汽封齿与转子轴径向间隙保持最小值，通常为0．6－0．935mm。（图1）　　　　在实际运行中，由于汽封弧段、弹簧片长期处于高温高压的蒸汽中，工作环境恶劣，本身的材质等一系列问题的存在，在检修中发现汽封弧段被结垢卡死，弹簧片弹性不良；造成汽封间隙发生变化。特别是汽轮机在启停过程中，由于汽缸内外不均匀受热而产生的变形，或过临界转速时，转子振幅较大等原因，均可能导致转子与汽封齿发生局部摩擦，这种摩擦使转子发生瞬时弯曲现象而进一步加剧

3、了动静摩擦。这样汽轮机启动后，就不一定能保持汽封设计中所规定并在安装时已调整好的汽封间隙。从而导致蒸汽不正常泄漏损失，有的高达汽道全部热效率损失的80％。在高压和中压缸中，由于汽封和叶顶汽片的过度摩损，间隙过大而引起的损失，竟大于所有其他汽道损失的总和。因此汽轮机级间漏汽量大，会使汽轮机的效率降低。　　汽封间隙太小，对机组的安全性不利。有些异常原因引起机组振动加大而启动困难，汽机转子摩擦加剧，造成转子弯曲事故时有发生。故在现场安装和检修过程中，工作人员怕汽封间隙小而导致动静摩擦，而采取牺牲经济性来保安全性的办法

4、。把汽封，特别是高压轴封间隙调得过大。然而过大的汽封间隙势必造成漏汽量显著增加。在汽封间隙调整问题上确实存在着安全与经济的矛盾。如何解决这一矛盾，长期以来一直困扰着汽轮机专业人员。布莱登可调式汽封使机组的安全性与经济性并存，它可以保证汽轮机在启停过程中汽封与转子有较大的间隙，动静部分不发生摩擦，机组正常运行时，汽轮机能够保持合理而且较小的动静间隙，减少汽封漏汽损失，从而达到提高汽轮机效率的目的。2　布莱登可调式汽封的结构及工作原理2．1　可调式汽封的结构　　布莱登可调式汽封是美国布莱登工程公司专利产品，全世界已

5、有500多台大小容量汽轮机成功地采用了该技术。该技术经过运行几年后开缸检查，证明汽封确实在运行中伸缩自如，而且未被磨损。因此可以说这一技术的有效性和可靠性已经被实践所证实了。　　可调式汽封弧段结构与传统汽封弧段基本相同，只是进汽面上铣出一道引汽槽，其目的是使汽封弧段背面压力（汽封体沟槽内部压力）等于进汽侧压力。而在必要汽封弧段的端面上钻孔装入螺旋圆柱弹簧，其上下汽封环中间各有两只螺旋圆柱弹簧，共四只。弹簧的推力使得汽封弧段在没有蒸汽压力时呈开启状；汽封弧段与汽封体之间一般设计有3mm的退让距离，故汽封齿与轴就有

6、3mm以上的间隙。因此布莱登可调式汽封设计不同于原有的传统汽封的设计，主要区别在于用四只螺旋圆柱弹簧，取代了十二片平板弹簧片（图2）　　2．2　可调式汽封的工作原理　　当汽轮机尚未进行时，传统汽封环是闭合状态（图1），而可调式汽封是张开状态（图2）。汽轮机启动后，蒸汽流量逐渐增加，作用于可调式汽封弧段背面的压力会逐渐大于作用在正面的压力，产生一个压差（图4）。当这个压差达到能克服螺旋弹簧的推力时，汽封环就闭合（图3），使汽封齿与轴的间隙变小，达到按设计值而调整的数值。停机时，进汽量逐渐减少，当流量减到一个数值时

7、，也就是在2％时，螺旋弹簧的推力大于压差、摩擦力、弧段重力等，就使汽封环张开。因此经过精密计算而设计的各级汽封螺旋弹簧可以使各级可调式汽封按照需要，在不同的蒸流量下，逐一关闭，使整个过程平稳有序地进行。　　　　汽轮机进行汽封改造，并非所有的汽封都必须改造为可调式汽封。在高中压缸的前后两端轴封中最靠外面的三档汽封必须保持原结构。这是因为最外一档如果完全张开，那么许多杂物和润滑油会被吸入真空系统；第二档如果完全张开，就会使引入的密封蒸汽被吸入主凝汽系统；而第三档如果是完全张开的话，那么在启动前抽真空时就难以保持汽缸

8、内的密封性。结合实际情况，因为轴两端的汽封都十分靠近轴承，因此在这些部位的振幅比较小，汽封也不易于被轴所磨损，所以无须改为可调式汽封。3　布莱登可调式汽封在新电公司的应用3．1　可调式汽封改造部位　　新电公司2号机系哈尔滨汽轮机厂的N210－12．7／535／535型超高压、中间再热、三缸二排汽冷凝式汽轮机，是采用梳齿形迷宫式汽封。该机在安装投产后，汽封间隙本身就偏大，运行中两端轴封漏