330MW汽轮机汽封改造优化分析

秦建军

【摘要】近年来，随着社会主义市场经济的迅猛发展和科学技术的不断进步，电力企业的改革创新也如火如荼。为了满足现在社会人们对电力的需求，各电力企业必须结合自身的实际情况与社会发展的需要，对330MW汽轮机进行相应的汽封改造，并且根据汽轮机高、中、低压缸汽封的实际情况进行科学合理的创新改革，这就要求工作人员对330MW汽轮机低压缸汽封的原理深入掌握和了解，這样才能从根本上对汽轮机进行汽封改造和优化。改造之后的330MW汽轮机不但能够降低整体运行过程中的热能损耗，还可以提高机组的运行安全和经济效益。

【关键词】330MW；汽轮机；汽封改造；高压缸；中压缸

随着社会经济的飞速发展，汽轮机通流部分设计在计算流体力学的推动下有了较大进步，漏汽损失治理逐渐成为提高汽轮机效率的主要手段。汽封性能的优劣，不仅影响到机组的经济性，而且影响机组可靠性。因此本文对于汽轮机汽封的形式做了简单的介绍，就刚性密封盒柔性密封的主要特点和汽封结构进行了分析。330MW汽轮机组的运行和各参数都影响着整体机组的运行效率，密封状态的完好性也是机组安全运行的重要因素，合理的密封形式会降低流通部分的损耗，提高机组的经济性能。

1、330MW汽轮机汽封形式

1.1 刚性密封的汽封结构

梳齿汽封是刚性汽封的主要密封形式，其中梳齿汽封是应用最为广泛的一种。汽封是影响汽机热效率c的非常重要的因素，在梳齿汽封中，气流通过缝口之后会在膨胀室内有动能变成热能，但是由于通过缝口后的气流一般都只向一侧进行扩散，因此气流并不能在膨胀室内进行充分的能量转换，动能向热能的转换不够完全，这时就会造成透气效应，影响传统梳齿汽封效果的密封效果。

1.2 柔性密封的汽封结构

柔性密封的主要汽封形式是刷式汽封，刷式汽封前面板、后面板和两者之间的金属刷丝组成的，这种金属刷丝是高密度高温合金细金属，在使用时刷丝要有一定的角度，以便吸收转子的偏移量。柔性刷式汽封可以更好的适应转子的变形和偏心运动，即便是在零接触的情况下也不会产生过多的热量，因此可以在减小密封间隙的同时保证机组的安全运行。柔性刷式汽封的刷毛有较好的弹性，因此即便是有短时间的磨损也不会使转子发生严重的变形，刷毛也不会被损伤，且刷式汽封的间隙最大时可以调整为0.2mm。当机组运行到热态时，转子稳定，刷毛偏移，但汽封间隙不会过于增大，且在摩擦中产生的热量较少，密封性较强。

2、330MW汽轮机汽封改造

2.1 汽封的主要形式

目前国内新型汽封有多种形式，有梳齿型汽封、可调整汽封、蜂窝式汽封、接触式汽封、刷式汽封等，各个厂家技术术流派不同，效果和价格也不尽相同。其中目前主流为可调整汽封和蜂窝汽封，其中可调整的以布莱登汽封为主，其应用业绩较多，效果可靠，但价格较高，主要应用于高压区域密封；蜂窝式等汽封价格较低，主要应用于低压区域。经过对大唐大坝、六盘山电厂，宁夏马莲台电厂、华电中宁电厂、国电石嘴山发电有限能公司等机组汽封改造的调研情况，各电厂均以组合式方式配置不同结构形式汽封，以达到节能效果并降低造价，各新型节能汽封均有成功应用。

2.2 汽轮机汽封改造所需条件

设备条件：（1）汽轮机及辅助设备运行正常、稳定、无异常泄漏。（2）轴封系统运行良好。（3）DEH正常，能够实现定功率和定阀位控制。

系统条件：（1）热力系统能在试验规定的热力循环下运行并保持稳定。（2）系统隔离符合试验要求，管道、阀门无异常泄漏。（3）在试验进行中，除影响机组安全的因素外，不得对机组设备及热力系统作任何操作，停止向系统外排污、排水、排汽和化学爆膜操作。正式试验前1小时，必须完成锅炉吹灰、凝汽器补水、发电机补氢、化学爆膜、系统隔离等操作。

运行条件：（1）调整燃烧状态，使汽机参数满足要求，汽轮机运行参数尽可能调整到设计值，并在试验期间保持稳定。（2）各加热器水位正常、稳定。（3）不投或尽量少投再热器减温水。如果必须投减温水，则应保持减温水在试验持续时间内恒定。

2.3 改造方案的确定

汽轮机的高、中、低压缸的效率值与设计值之间有很大的差距，因此专业技术人员经过分析和讨论决定对汽轮机的高、中、低压缸汽封进行相应的改造和优化创新。可调整汽封在机组启动或停机时能减少汽封与转子之间的接触部分，原有汽封在启动或停机过程中，由于转子不定期振动，造成布局热值过高。但通过汽封形式的优化和间隙的调整、改造后，使得布局结构设计合理。在启动过程中，不会产生金属碰磨及过高的热值。（铁素体敏感蜂窝汽封和铁素体蜂窝汽封的优点补充）

改造的方案大致为：

（1）高压缸平衡活塞汽封共5圈，改为布莱登可调汽封，原汽封设计间隙0.5±0.1mm，改造后汽封间隙0.3±0.05mm；

（2）高压缸调端、电端轴封共12圈，改为铁素体敏感蜂窝汽封。

（3）高压缸隔板共计8级，隔板汽封共计9圈，改为布莱登可调汽封，原隔板汽封设计间隙0.5+0.2mm， 改造后汽封间隙调整至0.3±0.05mm。

（4）高压缸阻汽片共计41道，叶顶阻汽片32道设计值1.2+0.15mm，重新镶嵌，改造后间隙调整至0.6～0.8mm

（5）高压喷嘴阻汽片9道设计值1.0±0.1mm，改造后间隙调整至设计下限值0.9mm。

（6）中压缸平衡活塞汽封共计8圈，改为铁素体蜂窝汽封，原汽封设计间隙0.5±0.05mm。改造后间隙控制在0.3±0.05mm。

（7）中压缸电端、调端轴封各4圈共计8圈，原第1圈轴封设计值0.75±0.05mm，改为铁素体敏感蜂窝形式的汽封，改造后间隙调整至下限值0.7mm；原第2、3、4圈轴封设计间隙值0.5±0.05mm，改为铁素体蜂窝形式的汽封，改造后间隙调整至下限值0.45mm；

（8）中压缸隔板共计7级，汽封共计10圈，第1级静叶汽封，第2级至第7级为隔板汽封，原第1级静叶汽封设计间隙0.15±0.1mm，改为铁素体蜂窝汽封，改造后汽封间隙调整至设计下限值0.05mm；原第2级至第5级隔板汽封设计间隙0.5±0.05mm，改为铁素体蜂窝汽封，改造后汽封间隙调整值为0.3±0.05mm；原第6、7级隔板汽封设计间隙0.5±0.05mm，改为铁素体敏感蜂窝形式的汽封，改造后汽封间隙调整值为0.45mm。

（9）中压缸阻汽片共计56道，叶顶阻汽片56道，其中（1、2、3、4、5、7）级叶顶汽封设计值1.2+0.15mm，6级叶顶汽封设计值1.5+0.15mm，重新镶嵌，改造后阻汽片间隙调整至0.6～0.8mm。

（10）低压缸叶片共计12级，正6级、反6级。原正反第1级叶顶汽封为阻汽片，设计间隙为0.9～1.2mm，原正反第2级叶顶汽封为阻汽片，设计间隙为1.2～1.5mm，重新镶嵌，改造后阻汽片间隙调整至设计值下限0.9～1.2mm；原正3级，反3级叶顶汽封设计间隙是2.0～2.3mm，改为铁素体敏感汽封，间隙调整至2.0mm；原正4、5级，反4、5级叶顶汽封设计间隙是3.1～3.4mm，改为铁素体敏感汽封，间隙调整至3.1mm；原正6级，反6级叶顶汽封设计间隙是5.1±0.25mm，改为铁素体敏感汽封，间隙调整至4.8mm。

2.4 汽封改造效果分析

一般来说，汽轮机汽封改造之后，机组的运行情况和启动情况会得到明显的改善和提高，汽轮机的机组不会发生运行过程中系统不稳定，摩擦振动幅度过大的现象，机组的运行会更加的高效。经过对比分析之后可以得出结论，汽轮机经过汽封改造之后高、中、低压缸的工作效率明显提高，機组的热损耗也随之减少。汽封改造后预计高中压缸效率可提高1-2%，低压缸效率可提高3%，估算供电煤耗可降低2-3g/kwh，按机组每年工作小时数5400小时计算，煤价330元，年可节约标煤5500吨，价值约200万元。 投资回收期为18个月。通过采用新型汽封对现有设备性能进行改进，高、中、低压缸效率值与设计标准的偏差减小，这就使得机组的运行效率提升，进而使汽轮机的安全使用性从根本上得到提高，保证了企业的经济效益。

3、330MW汽轮机汽封改造的意义

随着社会经济的不断发展，各式各样的新技术、新工艺在电力行业的发展前进道路上发挥着越来越重要的作用，并且在电力行业的发展建设中得到广泛的运用。因此传统的汽轮机已经不能满足人们日益增长的需要，而且还会浪费大量的建设资源，降低企业的经济效益，所以对于330MW汽轮机的汽封改造非常重要。对汽轮机汽封改造是为了促进电力企业的发展建设，工作人员对汽轮机的汽封情况进行科学合理的分析和优化，并且针对实际的状况岁汽轮机采取有效的措施进行改良，这样才能从根本上提高汽轮机整体机组的运行效率，从而提高电力行业的发展建设能力，为电力企业的发展提供保障。

结语：

近年来，汽轮机通流部分设计在计算流体力学的推动下有了较大进步，漏汽损失治理逐渐成为提高汽轮机效率的主要手段。汽封性能的优劣，会影响到机组的经济性和可靠性。因此对于330MW汽轮机进行汽封改造也是为了电力企业经济利益的提高，这就要求工作人员熟练掌握汽轮机的主要技术规范，了解汽封密封原理和具体的操作形式，根据要求有针对性的对汽轮机进行适当的汽封改造，明确实际的数据情况，并且对流通间隙进行科学合理的调整，制定合适的改造方案，使机组的运行效率能够得到有效的提高，为电力企业的经济效益提供保障。

参考文献：

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