330MW汽輪機汽封改造優化分析

秦建軍

【摘要】近年來，隨著社會主義市場經濟的迅猛發展和科學技術的不斷進步，電力企業的改革創新也如火如荼。為了滿足現在社會人們對電力的需求，各電力企業必須結合自身的實際情況與社會發展的需要，對330MW汽輪機進行相應的汽封改造，并且根據汽輪機高、中、低壓缸汽封的實際情況進行科學合理的創新改革，這就要求工作人員對330MW汽輪機低壓缸汽封的原理深入掌握和了解，這樣才能從根本上對汽輪機進行汽封改造和優化。改造之后的330MW汽輪機不但能夠降低整體運行過程中的熱能損耗，還可以提高機組的運行安全和經濟效益。

【關鍵詞】330MW；汽輪機；汽封改造；高壓缸；中壓缸

隨著社會經濟的飛速發展，汽輪機通流部分設計在計算流體力學的推動下有了較大進步，漏汽損失治理逐漸成為提高汽輪機效率的主要手段。汽封性能的優劣，不僅影響到機組的經濟性，而且影響機組可靠性。因此本文對于汽輪機汽封的形式做了簡單的介紹，就剛性密封盒柔性密封的主要特點和汽封結構進行了分析。330MW汽輪機組的運行和各參數都影響著整體機組的運行效率，密封狀態的完好性也是機組安全運行的重要因素，合理的密封形式會降低流通部分的損耗，提高機組的經濟性能。

1、330MW汽輪機汽封形式

1.1 剛性密封的汽封結構

梳齒汽封是剛性汽封的主要密封形式，其中梳齒汽封是應用最為廣泛的一種。汽封是影響汽機熱效率c的非常重要的因素，在梳齒汽封中，氣流通過縫口之后會在膨脹室內有動能變成熱能，但是由于通過縫口后的氣流一般都只向一側進行擴散，因此氣流并不能在膨脹室內進行充分的能量轉換，動能向熱能的轉換不夠完全，這時就會造成透氣效應，影響傳統梳齒汽封效果的密封效果。

1.2 柔性密封的汽封結構

柔性密封的主要汽封形式是刷式汽封，刷式汽封前面板、后面板和兩者之間的金屬刷絲組成的，這種金屬刷絲是高密度高溫合金細金屬，在使用時刷絲要有一定的角度，以便吸收轉子的偏移量。柔性刷式汽封可以更好的適應轉子的變形和偏心運動，即便是在零接觸的情況下也不會產生過多的熱量，因此可以在減小密封間隙的同時保證機組的安全運行。柔性刷式汽封的刷毛有較好的彈性，因此即便是有短時間的磨損也不會使轉子發生嚴重的變形，刷毛也不會被損傷，且刷式汽封的間隙最大時可以調整為0.2mm。當機組運行到熱態時，轉子穩定，刷毛偏移，但汽封間隙不會過于增大，且在摩擦中產生的熱量較少，密封性較強。

2、330MW汽輪機汽封改造

2.1 汽封的主要形式

目前國內新型汽封有多種形式，有梳齒型汽封、可調整汽封、蜂窩式汽封、接觸式汽封、刷式汽封等，各個廠家技術術流派不同，效果和價格也不盡相同。其中目前主流為可調整汽封和蜂窩汽封，其中可調整的以布萊登汽封為主，其應用業績較多，效果可靠，但價格較高，主要應用于高壓區域密封；蜂窩式等汽封價格較低，主要應用于低壓區域。經過對大唐大壩、六盤山電廠，寧夏馬蓮臺電廠、華電中寧電廠、國電石嘴山發電有限能公司等機組汽封改造的調研情況，各電廠均以組合式方式配置不同結構形式汽封，以達到節能效果并降低造價，各新型節能汽封均有成功應用。

2.2 汽輪機汽封改造所需條件

設備條件：（1）汽輪機及輔助設備運行正常、穩定、無異常泄漏。（2）軸封系統運行良好。（3）DEH正常，能夠實現定功率和定閥位控制。

系統條件：（1）熱力系統能在試驗規定的熱力循環下運行并保持穩定。（2）系統隔離符合試驗要求，管道、閥門無異常泄漏。（3）在試驗進行中，除影響機組安全的因素外，不得對機組設備及熱力系統作任何操作，停止向系統外排污、排水、排汽和化學爆膜操作。正式試驗前1小時，必須完成鍋爐吹灰、凝汽器補水、發電機補氫、化學爆膜、系統隔離等操作。

運行條件：（1）調整燃燒狀態，使汽機參數滿足要求，汽輪機運行參數盡可能調整到設計值，并在試驗期間保持穩定。（2）各加熱器水位正常、穩定。（3）不投或盡量少投再熱器減溫水。如果必須投減溫水，則應保持減溫水在試驗持續時間內恒定。

2.3 改造方案的確定

汽輪機的高、中、低壓缸的效率值與設計值之間有很大的差距，因此專業技術人員經過分析和討論決定對汽輪機的高、中、低壓缸汽封進行相應的改造和優化創新。可調整汽封在機組啟動或停機時能減少汽封與轉子之間的接觸部分，原有汽封在啟動或停機過程中，由于轉子不定期振動，造成布局熱值過高。但通過汽封形式的優化和間隙的調整、改造后，使得布局結構設計合理。在啟動過程中，不會產生金屬碰磨及過高的熱值。（鐵素體敏感蜂窩汽封和鐵素體蜂窩汽封的優點補充）

改造的方案大致為：

（1）高壓缸平衡活塞汽封共5圈，改為布萊登可調汽封，原汽封設計間隙0.5±0.1mm，改造后汽封間隙0.3±0.05mm；

（2）高壓缸調端、電端軸封共12圈，改為鐵素體敏感蜂窩汽封。

（3）高壓缸隔板共計8級，隔板汽封共計9圈，改為布萊登可調汽封，原隔板汽封設計間隙0.5+0.2mm， 改造后汽封間隙調整至0.3±0.05mm。

（4）高壓缸阻汽片共計41道，葉頂阻汽片32道設計值1.2+0.15mm，重新鑲嵌，改造后間隙調整至0.6～0.8mm

（5）高壓噴嘴阻汽片9道設計值1.0±0.1mm，改造后間隙調整至設計下限值0.9mm。

（6）中壓缸平衡活塞汽封共計8圈，改為鐵素體蜂窩汽封，原汽封設計間隙0.5±0.05mm。改造后間隙控制在0.3±0.05mm。

（7）中壓缸電端、調端軸封各4圈共計8圈，原第1圈軸封設計值0.75±0.05mm，改為鐵素體敏感蜂窩形式的汽封，改造后間隙調整至下限值0.7mm；原第2、3、4圈軸封設計間隙值0.5±0.05mm，改為鐵素體蜂窩形式的汽封，改造后間隙調整至下限值0.45mm；

（8）中壓缸隔板共計7級，汽封共計10圈，第1級靜葉汽封，第2級至第7級為隔板汽封，原第1級靜葉汽封設計間隙0.15±0.1mm，改為鐵素體蜂窩汽封，改造后汽封間隙調整至設計下限值0.05mm；原第2級至第5級隔板汽封設計間隙0.5±0.05mm，改為鐵素體蜂窩汽封，改造后汽封間隙調整值為0.3±0.05mm；原第6、7級隔板汽封設計間隙0.5±0.05mm，改為鐵素體敏感蜂窩形式的汽封，改造后汽封間隙調整值為0.45mm。

（9）中壓缸阻汽片共計56道，葉頂阻汽片56道，其中（1、2、3、4、5、7）級葉頂汽封設計值1.2+0.15mm，6級葉頂汽封設計值1.5+0.15mm，重新鑲嵌，改造后阻汽片間隙調整至0.6～0.8mm。

（10）低壓缸葉片共計12級，正6級、反6級。原正反第1級葉頂汽封為阻汽片，設計間隙為0.9～1.2mm，原正反第2級葉頂汽封為阻汽片，設計間隙為1.2～1.5mm，重新鑲嵌，改造后阻汽片間隙調整至設計值下限0.9～1.2mm；原正3級，反3級葉頂汽封設計間隙是2.0～2.3mm，改為鐵素體敏感汽封，間隙調整至2.0mm；原正4、5級，反4、5級葉頂汽封設計間隙是3.1～3.4mm，改為鐵素體敏感汽封，間隙調整至3.1mm；原正6級，反6級葉頂汽封設計間隙是5.1±0.25mm，改為鐵素體敏感汽封，間隙調整至4.8mm。

2.4 汽封改造效果分析

一般來說，汽輪機汽封改造之后，機組的運行情況和啟動情況會得到明顯的改善和提高，汽輪機的機組不會發生運行過程中系統不穩定，摩擦振動幅度過大的現象，機組的運行會更加的高效。經過對比分析之后可以得出結論，汽輪機經過汽封改造之后高、中、低壓缸的工作效率明顯提高，機組的熱損耗也隨之減少。汽封改造后預計高中壓缸效率可提高1-2%，低壓缸效率可提高3%，估算供電煤耗可降低2-3g/kwh，按機組每年工作小時數5400小時計算，煤價330元，年可節約標煤5500噸，價值約200萬元。 投資回收期為18個月。通過采用新型汽封對現有設備性能進行改進，高、中、低壓缸效率值與設計標準的偏差減小，這就使得機組的運行效率提升，進而使汽輪機的安全使用性從根本上得到提高，保證了企業的經濟效益。

3、330MW汽輪機汽封改造的意義

隨著社會經濟的不斷發展，各式各樣的新技術、新工藝在電力行業的發展前進道路上發揮著越來越重要的作用，并且在電力行業的發展建設中得到廣泛的運用。因此傳統的汽輪機已經不能滿足人們日益增長的需要，而且還會浪費大量的建設資源，降低企業的經濟效益，所以對于330MW汽輪機的汽封改造非常重要。對汽輪機汽封改造是為了促進電力企業的發展建設，工作人員對汽輪機的汽封情況進行科學合理的分析和優化，并且針對實際的狀況歲汽輪機采取有效的措施進行改良，這樣才能從根本上提高汽輪機整體機組的運行效率，從而提高電力行業的發展建設能力，為電力企業的發展提供保障。

結語：

近年來，汽輪機通流部分設計在計算流體力學的推動下有了較大進步，漏汽損失治理逐漸成為提高汽輪機效率的主要手段。汽封性能的優劣，會影響到機組的經濟性和可靠性。因此對于330MW汽輪機進行汽封改造也是為了電力企業經濟利益的提高，這就要求工作人員熟練掌握汽輪機的主要技術規范，了解汽封密封原理和具體的操作形式，根據要求有針對性的對汽輪機進行適當的汽封改造，明確實際的數據情況，并且對流通間隙進行科學合理的調整，制定合適的改造方案，使機組的運行效率能夠得到有效的提高，為電力企業的經濟效益提供保障。

參考文獻：

[1]苑志軍.某600 MW汽輪機汽封間隙調整對機組效率的影響分析[J].陜西電力，2013，41（7）：97-99.

[2]馬修光.達拉特發電廠#3汽輪機大修后熱力試驗報告[R].呼和浩特：內蒙古電力科學研究院，2014：6-7.

[3]都明亮.達拉特發電廠綜合升級改造實施后3號機組性能測試暨實施效果報告[R].長春：吉林省電力科學研究院有限公司，2014：24-26.