汽機高壓缸后軸封漏汽處理

時永興

（華電江蘇能源有限公司句容發電廠，江蘇鎮江212400）

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汽機高壓缸后軸封漏汽處理

時永興

（華電江蘇能源有限公司句容發電廠，江蘇鎮江212400）

摘要：某電廠#2機組高壓缸后軸封出現漏汽量過大現象，不僅影響了機組的熱效率，而且軸封漏汽沿軸向竄入軸承座油室，造成了主機潤滑油含水偏大。要徹底解決軸封漏汽大的問題，必須進行高壓缸解體檢修，調整汽封位置。由于原汽輪機廠高壓缸的大修周期一般為10年，對于現投產才2年的機組，不具備高壓缸解體檢修條件。通過對軸封結構的研究，明確了結構部件的作用與工作原理，某廠進行了外部技術改造。實施技術改造后，通過對軸封漏汽以及主機潤滑油含水對比發現，兩者均有明顯改善，說明該技術改造方案是可行性，通過技術改造的實施及時消除了缺陷，保證了機組安全運行。

關鍵詞：發電廠； 軸封； 外擋汽封； 水分

0　引言

由于汽輪機主軸必須從汽缸內穿出，因此主軸與汽缸之間必須留有一定的徑向間隙，且汽缸內蒸汽壓力與外界大氣壓力不等，就必然會使汽輪機內的高壓蒸汽通過間隙向外漏出，造成工質損失，惡化運行環境，還可能加熱軸頸或沖進軸承室使潤滑油質惡化；或者是外界空氣漏入低壓端破壞真空，從而增大抽汽設備的負荷，降低機組效率。為了防止或減少這種現象，在轉子穿過汽缸兩端處都裝有汽封，這種汽封稱為軸端汽封，簡稱軸封。

某發電廠一期工程2×1000MW機組，汽輪機型號為N1000-27/600/600，為超超臨界一次再熱、單軸、四缸四排汽凝汽式汽輪機。

其中#2機組在2013年11月投產后發現高壓缸后軸封漏汽量大，據計算每天的額外損失的高參數蒸汽量在20t左右，經檢查軸封供汽壓力正常，軸封回汽管路均無阻塞異常現象，采取軸封回汽管路改造無明顯改善。在機組調停時針對高壓缸后軸封徑向汽封間隙進行測量，發現上下汽封間隙超標，上間隙1.15mm、下間隙1.05mm、左間隙0.8mm、右徑向0.85mm，正常徑向間隙范圍為0.6~0.8mm。由于原汽輪機廠高壓缸解體大修周期為10年，無解體更換汽封條件。因此制定了臨時技術改造方案，在機組大修時，對高壓缸后軸封進行了技術性改造：在高壓缸外側加裝高壓缸后軸封外擋汽封，成功解決了高壓缸后軸封漏汽大問題。

1　原因分析

1.1高壓缸后軸封系統結構及其原理

高壓缸后軸封系統主要由高低齒汽封、汽封腔室、回汽管道、回汽蝶閥等組成，其高低齒汽封裝置結構如圖1所示，由多組高低齒汽封鑲嵌在高壓內缸“T”形槽上，形成高壓缸軸向密封。當蒸汽經過汽封齒節流后進入按照迷宮原理設計的汽封腔室中，將壓能轉換成動能，隨后動能湍流耗散，以實現汽封間的壓力梯度。

1.2高壓缸后軸封漏汽量大原因分析

高壓缸后軸封漏汽缺陷，由于軸封供汽壓力嚴格遵循原汽輪機廠家調試標準，且軸封供汽管路以及閥門均已檢查，所以排除軸封供汽方面引起的原因，分析其他原因有以下幾種情況：

（1）高壓缸后汽封安裝不當，造成汽封嵌入“T”形槽時發生汽封組變形，使得汽封間隙高于標準值。

（2）高壓缸后軸封組件膨脹受阻，汽封間隙異常，存在汽封腔室短路現象，造成末端軸封腔室壓力高于設計值。

（3）高壓轉子軸心與汽封中心存在偏心，使汽封間隙存在局部偏差，局部汽封間隙超標。

（4）機組啟停時由于軸封汽外供蒸汽參數不穩定，導致軸頸與汽封齒膨脹不一致，引起些許碰磨，導致汽封間隙超標。

2　處理方案

由于受原汽輪機廠家大修周期特性的約束，加之現場并不具備高壓缸后軸封檢修條件，所以排除更換高壓缸后軸封汽封齒的方案，做出加裝高壓缸后軸封外擋汽封方案。

（1）確定外擋汽封的基本形狀以及汽封定位點、汽封徑向密封槽、汽封裝配方式、汽封回汽腔室，如圖2所示。密封環通過螺栓連接，與高壓外缸緊密連接；螺栓孔定位尺寸與高壓外缸進行匹配；密封環采用左右兩半，現場進行拼裝；定位螺栓規格為12-M30。

（2）在機組冷態時對高壓缸缸體螺紋、定位槽、定位孔和鉆子等尺寸與高壓缸圖紙進行校核，并在機組熱態時再次檢查螺紋、定位槽、定位孔和鉆子等情況，對比測量數據，觀察是否因熱運行造成較大形變。

（3）選取密封環厚度，考慮到機組熱膨脹及差脹因素，調閥端端部汽封距離機組死點較遠，應考慮機組實際運行（如啟動、帶負荷、停機等）過程中各設備熱膨脹因素，以避免密封環與其它設備之間的干涉。目前高壓外缸端部距#1軸承油封的軸向間距為65mm；高壓缸調閥端貓爪與#1軸承座之間最小軸向間距為40mm；因此，密封環的軸向寬度最大不能超過25mm。

（4）根據現場測定的數據進行產品設計及加工，定位孔尺寸根據現場測定數據加工汽封擋板。如圖3所示。

（5）在機組停機時，現場安裝半成品，定位孔位置找正，通過盤車確定鉆子中心并測定鉆子直徑。汽封擋板內圓鑲汽封齒根據測定嵌入汽封徑向密封條，找準定位孔，進行裝配，手動盤動鉆子，檢查是否有卡涉以及不對中現象。

（6）在汽封開鉆長度為50mm，直徑為φ8mm的弧形汽封回汽腔室，并焊接兩路管道延伸匯入高壓缸后軸封外擋汽封回汽母管。

（7）高壓缸后軸封外擋汽封回汽母管分兩路，一根支管接至機組軸加風機進口管道，另一根支管接至一臺新增的軸抽風機，直接接至輔汽疏水擴容器，保障了外擋汽封回汽的通暢。

在高壓缸后軸封外擋汽封安裝完畢后，在冷態對外擋汽封間隙進行測量，得出圓周上下左右四個測量點位汽封間隙均在0.3mm以內。在機組啟動運行后，觀察高壓缸后軸封漏汽量明顯降低，現機組每天額外泄漏量從20t降低至5t。主機潤滑油含水合格。

3　結語

通過上述的分析以及經過本次對高壓缸后軸封外擋汽封的改造工作，作者認為在1000MW同類型機組發生軸封漏汽量大時，可以借鑒本次加裝外擋汽封的改造方案。

參考文獻：

[1]王殿武.汽輪機設備檢修[M].1版.北京：中國電力出版社，2005.

[2]錢海平.火力發電技術的發展方向和設計優化[J].浙江電力，2006，25 （3）：23~26.

修回日期：2016-03-25

DOI：10.3969/J.ISSN.2095-3429.2016.02.007

中圖分類號：TM621

文獻標識碼：B

文章編號：2095-3429（2016）02-0030-03

作者簡介：時永興（1972-），男，江蘇常州人，本科，工程師，主要從事汽輪機專業運行、檢修、改造方面的技術管理工作。

收稿日期：2016-01-12

Solution of Steam Turbine High Pressure Steam Seal Leakage

SHI Yong-xing
（Jiangsu Huadian Energy Company Ltd Jurong Power Plant，Zhenjiang 212400，China）

Abstract：#2 steam turbine gland steam leakage phenomenon appears too large，This not only seriously affected the civilization of my factory production，and more importantly，leakage phenomenon caused the main engine lubricating oil water become larger.To solve this problem，we have to overhaul the high-pressure cylinder and adjust the seal position.As a result of the overhaul cycle of the high pressure cylinder of the original steam turbine factory is generally 10 years.Unit only for 2 years now，we do not have the high pressure cylinder to disintegrate the maintenance condition.Through the research on the seal structure，the function and working principle of the structural components are defined，we have carried out a external technological transformation.After the implementation of technical transformation，Contrast shaft seal leakage and moisture in host lubricants，both of them have improved.The result shows the transformation program is feasible.Through the implementation of the technological transformation of timely elimination of defects，ensure the safe operation of the unit.

Key words：power plant； steam seal； external steam seal； moisture