330MW機組大修中汽輪機汽封徑向間隙的合理配置

徐忠

（江蘇華電揚州發電有限公司，江蘇揚州225007）

330MW機組大修中汽輪機汽封徑向間隙的合理配置

徐忠

（江蘇華電揚州發電有限公司，江蘇揚州225007）

汽輪機動靜之間的密封裝置，稱為汽封或軸封。若汽封檢修調整不當，既影響了機組效率，也對機組開機造成影響。在汽輪機大修中如何合理的配置汽封間隙對機組運行經濟性和安全性有直接影響，合理的配置汽封間隙也是大修主要的工作之一。

汽輪機；汽封；膨脹間隙；徑向間隙

汽輪機是發電廠的主要設備之一，是發電機的原動機，是利用高溫高壓的蒸汽對轉子的葉片噴射，來推動汽輪機轉子旋轉。汽輪機是由靜止部分和轉動部分組成。影響汽輪機內效率的因素有：葉型、漏汽率、蒸汽參數、通流布置、葉片結垢、真空等，其中漏汽率在影響汽輪機效率的因數中占到6%左右。揚州電廠330MW#7機組汽輪機大修通過設置高壓缸硬齒汽封重新鑲嵌以調整間隙、高壓進汽平衡盤汽封更換蜂窩汽封、低壓缸正反向前5級汽封該刷齒汽封、汽輪機葉片噴珠除垢、汽封間隙的合理配置等技術改造項目，極大地提高了汽輪機內效率，汽輪機熱耗由修前的8207kJ/KWh下降到修后的8044kJ/KWh。汽封間隙的合理配置起了重要的作用。筆者就#7機大修中如何合理配汽封間隙做了總結和探討。

1　對汽封徑向間隙的要求

第一，在冷態時，配置合理的徑向間隙，保證組裝時該間隙在標準范圍內。第二，在冷態啟動或過臨界時，動靜部分不發生嚴重碰磨，保證機組能順利啟動并安全運行。第三，在事故狀態下，雖然密封間隙可能發生變化，但是，配置的標準間隙仍有一定富裕度，從而避免設備受到損壞。第四，在啟動過程中，機組中速暖機時，允許機組汽封碰磨，但必須在各軸承震動跳機值之下。

汽封徑向間隙在橫截面上配置可分為正圓、偏心圓、立橢圓三種類型。偏心圓型為下部間隙大于上部間隙（考慮垂弧），左側間隙大于右側間隙（蒸汽的反作用力）；立橢圓型為左右兩側間隙小而上下間隙大（考慮汽缸垂弧），它適用于轉子平衡良好而汽缸的熱敏感性較大的機組。

2　汽封徑向間隙運行時的變化原因

2.1轉動部分

第一，由于盤車時間不足、大軸材料熱處理不當或加工不良面有熱敏感性，大軸存在殘余應力，引起動靜部分摩擦而造成熱彎曲，使汽封徑向間隙發生偏差。

第二，由于轉子存在殘余不平衡、熱彎曲，通過臨界轉速時，發生共振，從而引起軸的動彎曲，使汽封徑向間隙發生偏差。

第三，由于中心不正、軸承檢修質量不良或滑銷系統卡澀、油膜振蕩等引起轉子振動，使汽封徑向間隙發生偏差。

2.2靜止部分

第一，由于汽封保瀑不良，造成汽缸橫截面上的瀑差過大，使汽缸發生撓曲。

第二，汽封彈簧無彈性。

第三，轉子、隔板、汽封塊膨脹系數不同，隔板（套）、汽封套的支承方式不同，汽缸支承方式不同，引起動靜之間間隙發生變化。如：哈爾濱汽輪機廠200MW機組為下貓爪支承，運行時貓爪溫度一般為180℃，相應部分的軸承座溫度為80℃，線膨脹系數為α=1.2×10-5，貓爪厚度為200mm，則軸封洼窩中心被抬高ΔH=（180-80）×1.2×10-5×200=0.24mm。

因此，冷態與熱態相比較，汽缸被上抬0.24mm，這變化直接反應在汽封徑向間隙上，產生上大下小的現象。

第四，轉子動撓度及軸心偏移造成徑向間隙變化。首先，轉子軸心偏移是由于軸承形成油膜后，轉子中心發生偏移而造成的。其次，汽封膨脹間隙調整不當造成偏移。

3　汽封徑向間隙合理配置所采取的措施

合理配置汽封徑向間隙可以有效地防止動靜發生碰磨，避免事故發生。一般采取以下措施：

3.1盡量減少組合偏差

汽封塊安裝在隔板或軸封套上，隔板或軸封套靠兩側掛耳和底部鍵定位，裝配時均有配合間隙，因此首先確保部件裝配間隙在標準值內，避免出現組裝時的間隙偏差。

3.2提高軸系的平衡質量和熱態下對輪的中心不對中程度

汽輪機轉子是一個高速旋轉體且質量巨大，轉子微量的殘余不平衡可能引起軸承的振動。熱態下，受汽缸支承方式的影響，汽缸采用下貓爪支承在軸承座上（如哈爾濱汽輪機廠330MW機組），貓爪的支承表面比汽缸水平法蘭面低，運行時，該處的溫度比較高，造成軸封洼窩中心向上移動，即下小上大。

3.3汽封膨脹間隙偏差

汽封膨脹間隙分徑向和軸向膨脹間隙，汽封間隙調整合格后，汽封塊周長方向要留有0.10～0.25mm的間隙，利于消除由于溫差引起的膨脹，軸向間隙是防止汽封圈受高溫后卡澀設置的，間隙過大，易漏汽，過小，易卡澀。

3.4油膜厚度的影響

檢修時，軸頸與軸瓦烏金表面相接觸，在工作轉速下，軸頸在軸瓦中被油膜抬高并移向一側，造成軸頸中心發生變化，該位移量的大小與很多因素有關，如軸瓦上單位面積的負荷減小、軸頸圓周速度增加、潤滑油黏度提高、軸承溫度降低等，都會使位移加大。

3.5凝汽器的影響

中間再熱式汽輪機的凝汽器與汽輪機排汽口采用剛生連接，在運行狀態下，低壓缸下沉，使軸封主部間隙減小。凝汽器灌水或抽真空后，排汽缸和凝汽器變形對軸封洼窩中心有影響，如對某200MW汽輪機凝汽器灌水和抽真空試驗，凝汽器汽側灌水至上部銅管時，測出低壓缸中心下降0.13mm，當汽輪機抽真空后，測出低壓缸中心下降0.20mm，由此可見，凝汽器灌水和抽真空對汽封洼窩中心產生的變化比較大。

Reasonable Allocation of the Labyrinth Clearance in 330MW Major Repair of Steam Turbine

XUZhong
(North China Electric Power,Jiangsu Province Yangzhou Generation Co.Ltd.,Yangzhou 225007,China)

The dynamic between the sealing device of steam turbine,known as steam seal or seal.If the steam seal repair and adjustment of the improper,both affect the unit efficiency,but also to the unit to start the impact.In the steam turbine overhaul,howto properly configure the steam seal clearance has a direct impact on the operation economyand safety.

Steamturbine;Steamseal;Expansion clearance;Radial clearance

TK268

A

1674-8646（2015）09-0090-02

2015-05-31

徐忠（1968-），男，江蘇高郵人，高級技師，從事汽輪機本體檢修研究。