汽輪機(jī)汽封改造

楊

（陽(yáng)煤集團(tuán)，山西 陽(yáng)泉 045000）

1 改造前現(xiàn)狀

電廠汽輪機(jī)所采用的是迷宮梳齒密封，在使用過程中，經(jīng)常出現(xiàn)由于運(yùn)行工況變化后，不能及時(shí)調(diào)整汽封，造成前汽封泄漏，部分蒸氣進(jìn)入油中，嚴(yán)重影響到了汽輪機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。另外，汽輪機(jī)后軸封在日常運(yùn)行過程中，通過氦氣檢查發(fā)現(xiàn)也有泄漏點(diǎn)，即后軸封作為常規(guī)的斜齒汽封，在運(yùn)行中間隙發(fā)生變化，無法密封漏入的空氣，造成機(jī)組真空偏低，并伴有真空波動(dòng)。為徹底解決這一問題，利用王常春接觸式蜂窩汽封的特點(diǎn)，對(duì)汽輪機(jī)前后軸封進(jìn)行改造，從而提高密封的可靠性，以達(dá)到提高機(jī)組熱效率，降低能耗的目的。

2 迷宮梳齒密封與王常春接觸式蜂窩汽封的優(yōu)缺點(diǎn)

2.1 迷宮梳齒密封

迷宮梳齒密封是通過齒的多級(jí)節(jié)流作用，減少汽（氣）體沿軸向泄漏。通過設(shè)計(jì)合理的密封間隙，能夠達(dá)到一定的密封效果。但由于迷宮梳齒密封結(jié)構(gòu)具有一定的弊端，即動(dòng)靜碰磨時(shí)靜向間隙無法補(bǔ)償，汽封齒與主軸碰磨后極易造成大軸彎曲事故，故設(shè)計(jì)間隙控制范圍往往較大，實(shí)際檢修安裝時(shí)，由于擔(dān)心動(dòng)靜摩擦，實(shí)際間隙往往靠近設(shè)計(jì)的高限，造成泄漏量增大，容易導(dǎo)致油中進(jìn)水，滑銷系統(tǒng)卡澀等不良后果。

2.2 王常春接觸式蜂窩汽封

2.2.1 接觸式汽封結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

在汽封體中心部位嵌入與軸（套）直接接觸的汽封齒。

（1）與轉(zhuǎn)軸接觸部分的接觸齒材料，是一種自行開發(fā)研制的非金屬多元復(fù)合材料，此種材料具有耐磨、耐油、耐高溫、耐老化、耐化學(xué)腐蝕等特性，并且具有自潤(rùn)滑功能。它能直接和轉(zhuǎn)軸接觸，同時(shí)由于精密的限位裝置的作用，對(duì)轉(zhuǎn)軸的壓力受到力學(xué)鏈的控制，因此不會(huì)引起轉(zhuǎn)軸發(fā)熱，磨軸現(xiàn)象，也不會(huì)引起軸系振動(dòng)，能保持和軸始終接觸而穩(wěn)定運(yùn)行，確保密封效果。

（2）汽封齒能夠直接與軸（套）接觸，達(dá)到無間隙運(yùn)行，全面起到阻流作用，調(diào)整至常規(guī)汽封齒無法達(dá)到的0～0.20 mm。對(duì)此即能大大減小缸內(nèi)各漏點(diǎn)的漏汽量，減少能源的損失,使機(jī)組的效率有顯著提高。

（3）接觸汽封齒背部設(shè)有單獨(dú)的彈簧壓力定位系統(tǒng)，具有自動(dòng)跟蹤轉(zhuǎn)軸，尤其是汽輪機(jī)啟停時(shí)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跟蹤，自動(dòng)補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)無間隙運(yùn)動(dòng)。

2.2.2 蜂窩式汽封結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

蜂窩汽封密封原理：當(dāng)汽流通過高齒進(jìn)入蜂窩帶時(shí)，氣流在壓力的作用下進(jìn)入蜂窩汽室，氣流在六角形汽室中形成蝸旋，使氣流由水平方向改變?yōu)橄蛳碌拇怪狈较颍M(jìn)而借助氣流壓力形成一道汽墻，并形成一道汽密封，達(dá)到阻流、擾流的作用。蜂窩結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

（1）蜂窩帶與汽封圈是利用高溫真空釬焊焊在一起，焊接牢固永不脫落，可以保證長(zhǎng)期在汽輪機(jī)高溫區(qū)安全運(yùn)行。

（2）蜂窩帶中的蜂窩網(wǎng)格對(duì)氣流中的水份具有結(jié)露作用。

2.2.3 王常春接觸蜂窩汽封

通過采用接觸式與蜂窩的配合使用，通過接觸齒使得汽流在流過時(shí)大量受阻，使得汽流強(qiáng)行擠入蜂窩巢穴內(nèi)，使蜂窩最大效力地發(fā)揮了作用——減壓、形成汽墻。

3 改造情況

根據(jù)王常春接觸式蜂窩汽封的特點(diǎn)，并且在不改變?cè)獾南鄬?duì)位置及外形尺寸的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造。改造方案如下：

（1）對(duì)前汽封改造3圈，分別從里數(shù)第11圈、13圈、15圈，結(jié)構(gòu)為接觸式蜂窩汽封。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖見圖1。

圖1 前汽封改造了圈的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

（2）后軸封改造4圈，結(jié)構(gòu)為接觸式汽封。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖見圖2。

圖2 后軸封改造4圈的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

4 改造后效果對(duì)比

從王常春接觸式蜂窩汽封的結(jié)構(gòu)原理、改造后的間隙變化，以及通過對(duì)改造機(jī)組跟蹤觀察，可以說明，汽封在改造后取得了以下效果：

4.1 提高了密封的可靠性

王常春接觸式蜂窩汽封的接觸齒與轉(zhuǎn)子軸面密封間隙值相對(duì)較小，其最小間隙可調(diào)整到接近為0間隙，比原汽封密封間隙值減少0.3～0.6 mm，從而提高了密封的可靠性，改善了機(jī)組的運(yùn)行工況。

4.2 提高了機(jī)組的熱效率，降低能耗

因接觸齒具有輕巧、退讓靈活、耐高溫等特點(diǎn)，所以有效的使機(jī)組在安全運(yùn)行的基礎(chǔ)上縮小了徑向密封間隙，實(shí)踐證明壓力區(qū)軸封間隙每減小0.1 mm，軸封漏汽量就會(huì)減少1～1.5 t/h。對(duì)此在軸封每段盡量設(shè)有接觸式汽封，從而阻汽降壓，達(dá)到表面無漏汽，提高機(jī)組效率，降低能耗。實(shí)踐也證明，改造后在同等的負(fù)荷和環(huán)境溫度下，真空提高了2 kPa。