降低汽輪機(jī)漏汽損失的新技術(shù)
——薄葉式汽封

王淑琴

（哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司，哈爾濱150046）

降低汽輪機(jī)漏汽損失的新技術(shù)
——薄葉式汽封

王淑琴

（哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司，哈爾濱150046）

使用新型汽封、間隙控制技術(shù)的優(yōu)點毋庸置疑，除了可以降低漏汽損失、提高汽輪機(jī)的性能之外，還可以避免間隙減小時的軸系振動的問題。通過維持原有汽封性能，可防止長期運行后性能的逐年惡化，而且在部分改造老機(jī)組時也可以予以使用，所以具有很高的投資價值。

漏汽損失；薄葉式汽封

0 引言

在環(huán)境問題備受全球關(guān)注時，發(fā)電設(shè)備的高效率作為CO2減排的切實措施已成為更加重要的課題。汽輪機(jī)效率低下的主要原因是蒸汽泄漏問題，為此開發(fā)了降低泄漏損失的新型汽封，以及將密封件碰磨控制在最低限度的汽封間隙控制技術(shù)。

1 薄葉式汽封

1.1 原理

薄葉式汽封是和以往的拉別林汽封不同的新型汽封。薄葉式汽封是將許多被稱之為"薄葉"的薄板向旋轉(zhuǎn)方向傾斜排列。這種汽封的原理主要有以下3點：

1）通過減少蒸汽泄漏提高汽輪機(jī)的性能；

2）利用轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的動壓效果及汽封壓差使薄葉的端部上抬，避免與轉(zhuǎn)子接觸，從而可以避免薄葉的碰磨及接觸發(fā)熱；

3）通過板狀增大軸向剛性，可提高汽封前后的壓差。

1.2 基本結(jié)構(gòu)

每個薄葉就是5 mm、厚0.1 mm的金屬板。薄葉的前后與薄葉夾持之間設(shè)有間隙，通過汽封前后的壓差來控制薄葉表面的壓力分布，使薄葉產(chǎn)生上抬力。

1.3 工作原理

薄葉汽封的工作原理是：薄葉上作用著由設(shè)定預(yù)載荷產(chǎn)生的壓緊力、轉(zhuǎn)子運行時動壓產(chǎn)生的上抬力、各氣封壓差產(chǎn)生的上抬力，通過這些力的平衡作用，使薄葉在轉(zhuǎn)子運行時上抬。

1.4 與以往汽封的比較

1）拉別林汽封。拉別林汽封采用的是傳統(tǒng)的非接觸式結(jié)構(gòu)，為了避免轉(zhuǎn)子和汽封齒的接觸，在設(shè)計上允許存在一定程度的間隙，從而限制了漏汽的進(jìn)一步降低。且漏汽量由于間隙變化會發(fā)生變化；運行中汽封齒和轉(zhuǎn)子發(fā)生接觸磨損后間隙變大，漏汽量也就隨之增大。

2）刷子汽（氣）封。刷子汽（氣）封主要用于燃?xì)廨啓C(jī)及其它某些汽輪機(jī)，是一種接觸式汽（氣）封，其漏汽（氣）量約為拉別林汽（氣）封的40%，因為刷子單體剛性較低，故存在高壓差條件下為增大朝轉(zhuǎn)子方向的壓緊力而產(chǎn)生的高壓差問題和使用壽命問題，特別是當(dāng)汽輪機(jī)內(nèi)壓差很大時，要采用刷子汽封有困難。

1.5 性能驗證試驗結(jié)果

依據(jù)薄葉汽封的工廠試驗將漏汽量確認(rèn)試驗結(jié)果和上抬特性驗證試驗結(jié)果確認(rèn)，漏汽量可以降低到以往拉別林汽封的30%左右。而且通過導(dǎo)通試驗確認(rèn)了在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時導(dǎo)通電位差下降、薄葉上抬。

1.6 實機(jī)驗證結(jié)果

薄葉汽封在驗證設(shè)備汽輪機(jī)上進(jìn)行了實機(jī)驗證。在LP平衡環(huán)和IP平衡環(huán)上使用了薄葉汽封，然后測量其漏汽量，經(jīng)確認(rèn)，實測和設(shè)計值相符，比以往拉別林汽封結(jié)構(gòu)的漏汽量減少。

2 ACC（間隙有效控制）汽封

2.1 特征和基本結(jié)構(gòu)

ACC汽封的結(jié)構(gòu)就是一種拉別林汽封弧段，可以沿著徑向移動，利用蒸汽壓差力和彈簧力，使啟停時和帶負(fù)荷運行中間間隙發(fā)生變化。據(jù)判斷，汽封齒的碰磨主要是由于停機(jī)過程中汽缸的貓拱狀變形和啟動過程中轉(zhuǎn)子軸心在上下方向的移動造成的，所以將汽封弧段設(shè)計成上下可去、左右固定的結(jié)構(gòu)。

以往的拉別林汽封，在汽輪機(jī)停機(jī)時因為間隙減小，汽封有發(fā)生接觸的可能性。而ACC汽封在汽輪機(jī)啟停時間隙并不減小，避免了汽封的接觸，而在汽輪機(jī)帶負(fù)荷運行時，間隙保持在較小的狀態(tài)，從而降低了漏汽量。

2.2 工作原理

汽輪機(jī)啟停時通過彈簧力使汽封弧段上抬，以保持轉(zhuǎn)子和汽封之間的間隙為較大狀態(tài)；汽輪機(jī)帶負(fù)荷運行時，利用汽封壓差使汽封弧段朝轉(zhuǎn)子方向靠近，以保持運行中的間隙在較小狀態(tài)。

2.3 實機(jī)驗證結(jié)果

ACC汽封已在驗證設(shè)備上進(jìn)行了實機(jī)驗證。確認(rèn)了其工作良好，在汽輪機(jī)停機(jī)時間隙擴(kuò)大、而在帶負(fù)荷運行時間隙減小。使用ACC汽封連續(xù)運行之后進(jìn)行檢查，確認(rèn)汽封齒尖端沒有碰磨、沒有接觸痕跡，彈簧力也沒有變化。

3 結(jié)語

為了滿足高效環(huán)保的需求，開發(fā)了降低汽輪機(jī)漏汽量、提高效率的新型汽封技術(shù)和間隙控制技術(shù)。這些新技術(shù)都是在驗證設(shè)備上對實用性能及可靠性進(jìn)行驗證后在實機(jī)上應(yīng)用的，在所有機(jī)組上都沒有出現(xiàn)問題。除了在新機(jī)組上應(yīng)用之外，還可以用于舊機(jī)組的小范圍改造，得到較高的投資回報。新技術(shù)在單缸汽輪機(jī)上使用可以根據(jù)不同機(jī)組的運行狀況、工程進(jìn)度、經(jīng)濟(jì)性評價選擇其使用范圍。今后將繼續(xù)致力于擴(kuò)大汽輪機(jī)新型汽封技術(shù)和間隙控制技術(shù)的應(yīng)用，力求通過高可靠性的產(chǎn)品對節(jié)能減排作出貢獻(xiàn)。

（編輯：立 明）

TK 269

B

1002－2333（2014）04－0263－02

王淑琴（1961—）女，工程師，主要從事汽輪機(jī)技術(shù)工作。

2014-01-06