汽輪機汽封改造

楊

（陽煤集團，山西 陽泉 045000）

1 改造前現狀

電廠汽輪機所采用的是迷宮梳齒密封，在使用過程中，經常出現由于運行工況變化后，不能及時調整汽封，造成前汽封泄漏，部分蒸氣進入油中，嚴重影響到了汽輪機的安全穩定運行。另外，汽輪機后軸封在日常運行過程中，通過氦氣檢查發現也有泄漏點，即后軸封作為常規的斜齒汽封，在運行中間隙發生變化，無法密封漏入的空氣，造成機組真空偏低，并伴有真空波動。為徹底解決這一問題，利用王常春接觸式蜂窩汽封的特點，對汽輪機前后軸封進行改造，從而提高密封的可靠性，以達到提高機組熱效率，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缺點

2.1 迷宮梳齒密封

迷宮梳齒密封是通過齒的多級節流作用，減少汽（氣）體沿軸向泄漏。通過設計合理的密封間隙，能夠達到一定的密封效果。但由于迷宮梳齒密封結構具有一定的弊端，即動靜碰磨時靜向間隙無法補償，汽封齒與主軸碰磨后極易造成大軸彎曲事故，故設計間隙控制范圍往往較大，實際檢修安裝時，由于擔心動靜摩擦，實際間隙往往靠近設計的高限，造成泄漏量增大，容易導致油中進水，滑銷系統卡澀等不良后果。

2.2 王常春接觸式蜂窩汽封

2.2.1 接觸式汽封結構特點

在汽封體中心部位嵌入與軸（套）直接接觸的汽封齒。

（1）與轉軸接觸部分的接觸齒材料，是一種自行開發研制的非金屬多元復合材料，此種材料具有耐磨、耐油、耐高溫、耐老化、耐化學腐蝕等特性，并且具有自潤滑功能。它能直接和轉軸接觸，同時由于精密的限位裝置的作用，對轉軸的壓力受到力學鏈的控制，因此不會引起轉軸發熱，磨軸現象，也不會引起軸系振動，能保持和軸始終接觸而穩定運行，確保密封效果。

（2）汽封齒能夠直接與軸（套）接觸，達到無間隙運行，全面起到阻流作用，調整至常規汽封齒無法達到的0～0.20 mm。對此即能大大減小缸內各漏點的漏汽量，減少能源的損失,使機組的效率有顯著提高。

（3）接觸汽封齒背部設有單獨的彈簧壓力定位系統，具有自動跟蹤轉軸，尤其是汽輪機啟停時，實現自動跟蹤，自動補償，實現無間隙運動。

2.2.2 蜂窩式汽封結構特點

蜂窩汽封密封原理：當汽流通過高齒進入蜂窩帶時，氣流在壓力的作用下進入蜂窩汽室，氣流在六角形汽室中形成蝸旋，使氣流由水平方向改變為向下的垂直方向，進而借助氣流壓力形成一道汽墻，并形成一道汽密封，達到阻流、擾流的作用。蜂窩結構特點：

（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，可以保證長期在汽輪機高溫區安全運行。

（2）蜂窩帶中的蜂窩網格對氣流中的水份具有結露作用。

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大量受阻，使得汽流強行擠入蜂窩巢穴內，使蜂窩最大效力地發揮了作用——減壓、形成汽墻。

3 改造情況

根據王常春接觸式蜂窩汽封的特點，并且在不改變原汽封的相對位置及外形尺寸的基礎上進行改造。改造方案如下：

（1）對前汽封改造3圈，分別從里數第11圈、13圈、15圈，結構為接觸式蜂窩汽封。結構簡圖見圖1。

圖1 前汽封改造了圈的結構簡圖

（2）后軸封改造4圈，結構為接觸式汽封。結構簡圖見圖2。

圖2 后軸封改造4圈的結構簡圖

4 改造后效果對比

從王常春接觸式蜂窩汽封的結構原理、改造后的間隙變化，以及通過對改造機組跟蹤觀察，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子軸面密封間隙值相對較小，其最小間隙可調整到接近為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，改善了機組的運行工況。

4.2 提高了機組的熱效率，降低能耗

因接觸齒具有輕巧、退讓靈活、耐高溫等特點，所以有效的使機組在安全運行的基礎上縮小了徑向密封間隙，實踐證明壓力區軸封間隙每減小0.1 mm，軸封漏汽量就會減少1～1.5 t/h。對此在軸封每段盡量設有接觸式汽封，從而阻汽降壓，達到表面無漏汽，提高機組效率，降低能耗。實踐也證明，改造后在同等的負荷和環境溫度下，真空提高了2 kPa。