300MW汽輪機(jī)軸端汽封節(jié)能改造

（江西貴溪電力檢修公司燃修分公司，江西　貴溪　335400）

300MW汽輪機(jī)軸端汽封節(jié)能改造

黎龍醒

（江西貴溪電力檢修公司燃修分公司，江西貴溪335400）

某發(fā)電有限公司1#機(jī)組汽輪機(jī)和水泵汽輪機(jī)都存在軸封漏氣嚴(yán)重、熱耗與設(shè)計(jì)值相比偏高的問(wèn)題，為此對(duì)軸端汽封進(jìn)行部分改造，將原有的梳齒式汽封改為接觸式窩蜂汽封。改造后有效地提高了汽輪機(jī)和水泵汽輪機(jī)的熱效率，減少了軸封漏氣量，有利于機(jī)組經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

汽輪機(jī)；汽封；改進(jìn)；節(jié)能

某發(fā)電有限公司1#機(jī)組汽輪機(jī)型號(hào)為N300-16.7/537/537-8，結(jié)構(gòu)形式為亞臨界、單軸、雙缸雙排氣，再熱凝汽式。自2006年投產(chǎn)以來(lái)，存在機(jī)組熱耗與設(shè)計(jì)值相比偏高的問(wèn)題，高、中壓部分軸端汽和低壓缸前、后軸端汽封真空泄漏量較大，嚴(yán)重影響了機(jī)組的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

一、汽輪機(jī)系統(tǒng)存在的主要問(wèn)題及節(jié)能改進(jìn)措施

1.存在的主要問(wèn)題

高壓缸效率偏低，高中缸夾層溫度高軸封內(nèi)外漏嚴(yán)重等。該機(jī)組軸封及進(jìn)橋汽封采用高低齒迷宮式汽封和梳齒式汽封。

根據(jù)不同電廠同類型機(jī)組大修揭缸檢查情況，汽封均沒(méi)有明顯磨損，表明設(shè)計(jì)間隙大，汽封漏氣量嚴(yán)重，密封效果差，使汽輪機(jī)缸效降低。

兩臺(tái)給水泵型號(hào)為G3.6-0.78-1，型式為單缸、單流、單軸、沖動(dòng)式、純凝汽、新汽內(nèi)切換。運(yùn)行過(guò)程中存在軸端蒸汽以外漏氣量較大的問(wèn)題，外漏蒸汽凝結(jié)成水后順著排水管流到地面。

2.節(jié)能改進(jìn)措施

通過(guò)分析同類型機(jī)組改進(jìn)情況，結(jié)合某廠300MW亞臨界汽輪機(jī)的結(jié)構(gòu)，以及廣泛收集的接觸式汽封、布萊登汽封、窩蜂汽封、側(cè)齒汽封等資料，經(jīng)對(duì)安全性、經(jīng)濟(jì)性比較，決定采用某公司生產(chǎn)的王長(zhǎng)春接觸式汽封，并制定了以下汽封改造和間隙調(diào)整措施和預(yù)期目標(biāo)。

（1）利用機(jī)組大修的機(jī)會(huì)檢查測(cè)量汽輪機(jī)各部汽封間隙，對(duì)不改造的汽封間隙進(jìn)行調(diào)整，確保汽封間隙調(diào)整到靠近最小值，減少級(jí)間漏損，提高汽輪機(jī)的缸效。

（2）將高、中、低壓軸封改造為接觸式鐵素體汽封，高中壓間汽封采用浮動(dòng)齒鐵素1汽封。1#機(jī)具體改造內(nèi)容如下：高中壓間軸6道，高壓缸后軸封4道，低壓缸前后軸封各3道。每臺(tái)給水泵汽輪機(jī)汽封改造3道，高壓側(cè)軸封1道，側(cè)壓軸封2道，兩臺(tái)給水泵汽輪機(jī)改造共計(jì)6道。

（3）解決高、中壓缸軸端漏氣，提高機(jī)組的效率，降低機(jī)組熱耗，避免蒸汽進(jìn)入軸承室導(dǎo)致潤(rùn)滑油乳化，確保機(jī)組安全運(yùn)行；解決低壓缸軸端漏空問(wèn)題，防止真空側(cè)空氣漏入，提高真空嚴(yán)密性，降低供電煤耗。

3.新型汽封

（1）汽封尖齒采用低硬度鐵素材質(zhì)片。鐵素體片為鐵素體不銹鋼。鐵素體不銹鋼是在使用狀態(tài)下以鐵素體組織為主的不銹鋼。這類鋼具有導(dǎo)熱系數(shù)大、膨脹系數(shù)小、抗氧化性好、抗應(yīng)力腐蝕優(yōu)良等特點(diǎn)。

因鐵素汽封的汽封尖齒與軸發(fā)生碰磨不傷害轉(zhuǎn)軸，故汽封尖齒與轉(zhuǎn)軸的間隙較傳統(tǒng)汽封小，有利于提高密封效果。

（2）汽封改造方案。

①接觸式蜂窩汽封結(jié)構(gòu)

接觸式窩蜂汽封密封部分主要由接觸齒、鐵素體齒、窩蜂帶組成。接觸齒的作用是保持與轉(zhuǎn)軸接觸，實(shí)現(xiàn)無(wú)間隙密封，并且具有自潤(rùn)功能。鐵素體齒的汽封片采用低硬度鐵素體材質(zhì)片，汽封尖齒與軸發(fā)生碰磨時(shí)不傷害轉(zhuǎn)軸，密封效果好。蜂窩帶由內(nèi)孔表面為蜂窩形狀的六邊形小蜂窩孔組成，其芯尺寸為2.5mm、厚板0.1mm、蜂窩深度為3.2～6mm。主要作用是干擾氣流流動(dòng)，降低內(nèi)外氣流壓差。

②接觸式窩蜂汽封密封原理

當(dāng)氣流通過(guò)高齒進(jìn)入蜂窩帶時(shí)，氣流在壓力的作用下進(jìn)入窩蜂汽室，氣流在六角形汽室中形成渦旋，正壓蒸汽由層流狀態(tài)轉(zhuǎn)換為紊流狀態(tài)，致使正壓蒸汽壓力減弱，減弱的正壓蒸汽同時(shí)在接觸齒的阻隔作用下形成渦旋回流蒸汽，回流蒸汽與正壓蒸汽的碰撞進(jìn)一步削弱了正壓蒸汽的強(qiáng)度，最大限度地降低蒸汽泄漏量。

蜂窩結(jié)構(gòu)是磨損材料，可以將轉(zhuǎn)子與缸體間隙設(shè)計(jì)到最小值，從而減少漏氣量，提高效率，降低能耗，同時(shí)又可提高轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，保證轉(zhuǎn)子不會(huì)與缸體產(chǎn)生摩擦而發(fā)生危險(xiǎn)。

接觸式蜂窩汽封裝配中，調(diào)整汽封的徑向間隙、周向膨脹間隙、退讓間隙應(yīng)在設(shè)計(jì)值范圍內(nèi)，使汽封塊處于最佳安置狀態(tài)。

二、效果

（1）改造后經(jīng)運(yùn)行證明，軸封漏氣量大大減少，軸封供氣壓力改造前需維持在0.09MPa。

以上改造后只需維持在0.06MPa即可。改造前由于軸封漏氣過(guò)大，需要啟旁路閥運(yùn)行，改造后無(wú)須再開(kāi)旁路閥運(yùn)行。

(2)給水泵汽輪機(jī)軸封改造前漏氣較大，并且漏氣凝結(jié)成水沿著給水泵排氣管流到地面，改造后完全消除了該現(xiàn)象。

(3)改造后高中壓夾層溫度降低了7～8℃，證明高中壓缸夾層漏氣大幅度減少，達(dá)到了改造的目的。

三、結(jié)語(yǔ)

對(duì)1#機(jī)組汽輪機(jī)和給水泵汽輪機(jī)軸端汽封進(jìn)行改造后，接觸式汽封比原有的梳齒式汽封密封性更好，能確保機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行，節(jié)能效果明顯。汽輪機(jī)汽封改造后熱耗為8 061.485kJ/kW·h，比改造前降低93.073kJ/ kW·h，折合降低標(biāo)準(zhǔn)煤耗約3.18g/kW·h，達(dá)到了節(jié)能改造的預(yù)期目標(biāo)。

[1]常咸伍，霍如恒.汽輪機(jī)本體檢修實(shí)用技術(shù)[M].中國(guó)電力出版社.

[2]王紹艷，袁紹華等.工業(yè)汽輪機(jī)技術(shù)問(wèn)答[M].化學(xué)工業(yè)出版社.

TK26

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1671-0711（2014）11-0022-02

2014-07-25）