前置背壓式汽輪機端部軸封漏氣修復

孫海玲

（鞍鋼教育培訓中心，遼寧 鞍山 114032）

·潤滑與密封·

前置背壓式汽輪機端部軸封漏氣修復

孫海玲

（鞍鋼教育培訓中心，遼寧 鞍山 114032）

蒸汽輪機軸封漏氣是一種普遍現象，造成端部漏氣的原因很多，有軸封塊、軸封套磨損、有汽缸體偏移，形成間隙漏氣，還有軸封箱平面不均勻接觸而形成的間隙漏氣。針對這幾種間隙漏氣，采用對已經磨損的軸封塊尺寸上的二次加工，使間隙得到一定的補償，經過試驗可以達到技術要求。

軸封；漏氣；間隙

汽輪機是原動機，為了把汽輪機轉子上的機械能傳遞給其他機械，汽輪機的轉子要穿出汽缸。為了防止從穿出部位漏氣，在汽輪機汽缸的兩個端部都設有軸封，高壓缸軸封（端部汽封）的作用在于阻止蒸汽沿著轉子漏出。高壓缸端部汽封所承受的壓差比較大，而且為了不使動靜機件發生碰磨，要留有一定間隙，如果間隙超過標準就要導致漏氣。由于上述兩個原因，很容易使該處的蒸汽竄入軸承室，引起軸承溫度急劇升高，導致滑動軸承合金脫落，使油系統中帶有蒸汽凝結而成的水。汽輪機高壓缸前段軸封間隙調整的不合適，同樣會導致軸封供汽從該處沿軸頸竄入軸承室，造成油中帶水，油質惡化，加速軸承軸頸磨損，使機組事故停運。

所謂的背壓試汽輪機就是排氣壓力大于大氣壓力的汽輪機，排氣可用于供給中低壓力汽輪機，以代替我廠中低壓力鍋爐，也可稱為前置試汽輪機。它不但可以直接增加電廠的發電能力，而且可以提高電廠的熱經濟性。我廠的兩臺前置背壓式汽輪發電機是哈爾濱汽輪機有限公司生產的B25-8.83/3.3型號汽輪機，是該公司早期試驗產品，設計結構不完善，存在很多缺陷，運行時間不長，就有前軸封漏汽的現象，導致潤滑油品質變差，軸承溫度過高。為此考慮不更換軸封塊，而是通過對舊軸封塊進行簡單的機加修理來解決軸封間隙大漏氣問題，就是對軸封塊的一些尺寸進行二次加工，使間隙得到一定的補償，達到技術要求。該汽輪機一瓦整個軸封箱體如圖1所示。

圖1

汽輪機用的傳統軸封是梳齒形的，理論上軸封圈上的軸封齒數越多，漏氣經過每個軸封齒間隙時的壓降就越小，漏氣就越少。軸封齒尖對著轉子軸封套表面，由于組成每道軸封圈的各弧段都因外圓上有彈簧片而具有退讓性，所以選擇較小的軸封齒間隙，就減小了漏氣面積，這就是梳齒形密封能減小漏氣的主要原因。軸封間隙的調整沿轉子軸向分布的規律應該是外側小、里側大。因為軸封外側端部距離軸承很近，轉子、汽缸垂弧冷熱態變化對軸封間隙影響很少，轉子過臨界轉速時該部位的晃度小，不易發生摩擦。即使發生摩擦，由于距支點近，剛度相對大一些，不易因晃度巨增而造成彎軸事故。而軸封里側的情況則恰恰相反，這部分汽封間隙運行狀態下的不確定度最大，正是易彎軸的部位，所以應該調大一點。汽輪機從啟動到成功超越臨界值有較大振動，造成軸封套與軸封塊齒尖接觸磨損。在汽輪機正常運轉時，缸體由于熱脹偏移，已經磨損的部位間隙近一步加大，是造成軸封漏氣的主要原因。還有上下兩個軸封箱體水平平面接觸不良，也是軸封漏氣的另一個直接原因。針對這兩個原因采用不更換新軸封，通過對舊軸封局部尺寸加工的方法來處理軸封的漏氣問題。

由于汽輪機軸封標準間隙較小，因此對檢修前的原始間隙必須進行精確的測量，以便對下一步間隙調整提供正確依據。目前常用的測量間隙的方法有兩種，一種是拆下固定螺釘及擋板，沿軸封套箍凹槽取出軸封塊及彈簧片，檢查軸封套、軸封套箍軸封凹槽、軸封塊等應無污垢、銹蝕、裂紋、折斷、彎曲變形和毛刺。對有污垢和銹蝕的軸封塊、軸封套、軸封凹槽、彈簧片用砂布打磨干凈，然后涂上黑鉛粉以防再銹蝕。將軸封塊拆除，用隔板找中心的方法測量軸封洼窩中心，一般洼窩左右差值允許為±0.06mm，底部間隙大于0.05mm。如果所測數值不符合規定，應根據需要調整前支撐墊片，可以將軸封套做上下左右移動，使軸承洼窩中心符合要求。這是軸封間隙檢查的前提條件。

軸封間隙檢查方法有兩種。一種是將貼好白膠布的軸封塊封好，一般貼2至3層，厚度大約40至60道，在與軸封塊相對應的軸封套上涂一層很薄的紅丹粉，然后將轉子吊入汽缸，扣上大蓋并把好1/3水平結合面的螺栓，再將轉子盤動幾圈，拆下大蓋，吊出轉子，檢查軸封塊上所貼白膠布與轉子接觸情況，來判斷軸封間隙。另一種方法是壓鉛絲法，在汽輪機下軸封箱體中的軸封上，沿軸向放一根φ1.5mm、400mm長的鉛絲，然后將轉子放入汽缸體中，在轉子軸封部位正上方也放一段同樣的鉛絲后將上軸封體扣上，使上下軸封箱體定位好，并把好螺栓。然后，按相反的順序分解上軸封箱體，用塞尺測量轉子兩側的間隙，吊出汽輪機轉子，用卡尺測量鉛絲被擠壓的部位，即是軸封尖和轉子的上下間隙，做好記錄。以一組軸封為例進行修復。

圖2

軸封塊在軸封箱體中的安裝形式和軸封間隙見圖2、表1。

表1 軸封塊間隙 mm

由于彈簧片的擠壓,部位1的間隙為0mm，實際測量6塊軸封塊與轉子間隙為0.4～0.7mm，實際測量所得的最大間隙已經超出0.3mm，不能滿足使用要求，會產生漏氣現象，取標準間隙為0.5mm，對2號5號軸封塊部位1的位置車削掉0.2mm，3號4號軸封塊車削掉0.5mm，這樣彈簧片就會相應的多出0.2～0.5mm的擠壓空間，轉子和軸封齒尖的間隙就相應縮小0.2～0.5mm，軸封間隙就可符合設計標準。但是由于4個軸封塊都向軸心移動了一定的距離后，會造成部位2相對于軸封箱水平面有一定的凸起，當上下兩個軸封箱把緊時，這個凸起部位就會先受到擠壓，引起這組軸封直徑變大，軸封間隙并沒有減少現象。所以在軸封塊依次裝入軸封箱，用磨光機磨削軸封塊端面凸起部分，使軸封塊端面與上下軸封箱平面基本處于同一個平面，再進行著色研磨，檢查接觸點，達到研刮標準，就完成了一組軸封的修理工作。按相同的方法檢修其它組軸封。機組回裝前最后的軸封間隙檢查是不可少的步驟，按上述曾經提過的兩種測量軸封間隙方法進行復查,2號5號軸封塊間隙0.4mm，1號6號0.5mm，3號4號0.5mm，說明在研磨過程中上下軸封箱的水平面磨削掉0.1mm，這組軸封間隙控制在0.4～0.7mm之間，符合標準間隙。

通過對軸封塊的車削加工，解決了軸封間隙漏氣大的問題，經過1年的運轉，再次大修時檢查軸封間隙曾經修復的部位仍在標準范圍之內。

[1]前置機安裝技術標準[M].哈爾濱汽輪機廠.

[2]汽輪鼓風機檢修工藝規程[M].鞍鋼一發電廠.

[3]汽輪機設備安裝工藝學[M].電力工業出版社.

TH133.3

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1671-0711（2016）05-0073-02