330MW機(jī)組大修中汽輪機(jī)汽封徑向間隙的合理配置

徐忠

（江蘇華電揚(yáng)州發(fā)電有限公司，江蘇揚(yáng)州225007）

330MW機(jī)組大修中汽輪機(jī)汽封徑向間隙的合理配置

徐忠

（江蘇華電揚(yáng)州發(fā)電有限公司，江蘇揚(yáng)州225007）

汽輪機(jī)動(dòng)靜之間的密封裝置，稱為汽封或軸封。若汽封檢修調(diào)整不當(dāng)，既影響了機(jī)組效率，也對(duì)機(jī)組開機(jī)造成影響。在汽輪機(jī)大修中如何合理的配置汽封間隙對(duì)機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性和安全性有直接影響，合理的配置汽封間隙也是大修主要的工作之一。

汽輪機(jī)；汽封；膨脹間隙；徑向間隙

汽輪機(jī)是發(fā)電廠的主要設(shè)備之一，是發(fā)電機(jī)的原動(dòng)機(jī)，是利用高溫高壓的蒸汽對(duì)轉(zhuǎn)子的葉片噴射，來(lái)推動(dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。汽輪機(jī)是由靜止部分和轉(zhuǎn)動(dòng)部分組成。影響汽輪機(jī)內(nèi)效率的因素有：葉型、漏汽率、蒸汽參數(shù)、通流布置、葉片結(jié)垢、真空等，其中漏汽率在影響汽輪機(jī)效率的因數(shù)中占到6%左右。揚(yáng)州電廠330MW#7機(jī)組汽輪機(jī)大修通過(guò)設(shè)置高壓缸硬齒汽封重新鑲嵌以調(diào)整間隙、高壓進(jìn)汽平衡盤汽封更換蜂窩汽封、低壓缸正反向前5級(jí)汽封該刷齒汽封、汽輪機(jī)葉片噴珠除垢、汽封間隙的合理配置等技術(shù)改造項(xiàng)目，極大地提高了汽輪機(jī)內(nèi)效率，汽輪機(jī)熱耗由修前的8207kJ/KWh下降到修后的8044kJ/KWh。汽封間隙的合理配置起了重要的作用。筆者就#7機(jī)大修中如何合理配汽封間隙做了總結(jié)和探討。

1　對(duì)汽封徑向間隙的要求

第一，在冷態(tài)時(shí)，配置合理的徑向間隙，保證組裝時(shí)該間隙在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。第二，在冷態(tài)啟動(dòng)或過(guò)臨界時(shí)，動(dòng)靜部分不發(fā)生嚴(yán)重碰磨，保證機(jī)組能順利啟動(dòng)并安全運(yùn)行。第三，在事故狀態(tài)下，雖然密封間隙可能發(fā)生變化，但是，配置的標(biāo)準(zhǔn)間隙仍有一定富裕度，從而避免設(shè)備受到損壞。第四，在啟動(dòng)過(guò)程中，機(jī)組中速暖機(jī)時(shí)，允許機(jī)組汽封碰磨，但必須在各軸承震動(dòng)跳機(jī)值之下。

汽封徑向間隙在橫截面上配置可分為正圓、偏心圓、立橢圓三種類型。偏心圓型為下部間隙大于上部間隙（考慮垂弧），左側(cè)間隙大于右側(cè)間隙（蒸汽的反作用力）；立橢圓型為左右兩側(cè)間隙小而上下間隙大（考慮汽缸垂弧），它適用于轉(zhuǎn)子平衡良好而汽缸的熱敏感性較大的機(jī)組。

2　汽封徑向間隙運(yùn)行時(shí)的變化原因

2.1轉(zhuǎn)動(dòng)部分

第一，由于盤車時(shí)間不足、大軸材料熱處理不當(dāng)或加工不良面有熱敏感性，大軸存在殘余應(yīng)力，引起動(dòng)靜部分摩擦而造成熱彎曲，使汽封徑向間隙發(fā)生偏差。

第二，由于轉(zhuǎn)子存在殘余不平衡、熱彎曲，通過(guò)臨界轉(zhuǎn)速時(shí)，發(fā)生共振，從而引起軸的動(dòng)彎曲，使汽封徑向間隙發(fā)生偏差。

第三，由于中心不正、軸承檢修質(zhì)量不良或滑銷系統(tǒng)卡澀、油膜振蕩等引起轉(zhuǎn)子振動(dòng)，使汽封徑向間隙發(fā)生偏差。

2.2靜止部分

第一，由于汽封保瀑不良，造成汽缸橫截面上的瀑差過(guò)大，使汽缸發(fā)生撓曲。

第二，汽封彈簧無(wú)彈性。

第三，轉(zhuǎn)子、隔板、汽封塊膨脹系數(shù)不同，隔板（套）、汽封套的支承方式不同，汽缸支承方式不同，引起動(dòng)靜之間間隙發(fā)生變化。如：哈爾濱汽輪機(jī)廠200MW機(jī)組為下貓爪支承，運(yùn)行時(shí)貓爪溫度一般為180℃，相應(yīng)部分的軸承座溫度為80℃，線膨脹系數(shù)為α=1.2×10-5，貓爪厚度為200mm，則軸封洼窩中心被抬高ΔH=（180-80）×1.2×10-5×200=0.24mm。

因此，冷態(tài)與熱態(tài)相比較，汽缸被上抬0.24mm，這變化直接反應(yīng)在汽封徑向間隙上，產(chǎn)生上大下小的現(xiàn)象。

第四，轉(zhuǎn)子動(dòng)撓度及軸心偏移造成徑向間隙變化。首先，轉(zhuǎn)子軸心偏移是由于軸承形成油膜后，轉(zhuǎn)子中心發(fā)生偏移而造成的。其次，汽封膨脹間隙調(diào)整不當(dāng)造成偏移。

3　汽封徑向間隙合理配置所采取的措施

合理配置汽封徑向間隙可以有效地防止動(dòng)靜發(fā)生碰磨，避免事故發(fā)生。一般采取以下措施：

3.1盡量減少組合偏差

汽封塊安裝在隔板或軸封套上，隔板或軸封套靠?jī)蓚?cè)掛耳和底部鍵定位，裝配時(shí)均有配合間隙，因此首先確保部件裝配間隙在標(biāo)準(zhǔn)值內(nèi)，避免出現(xiàn)組裝時(shí)的間隙偏差。

3.2提高軸系的平衡質(zhì)量和熱態(tài)下對(duì)輪的中心不對(duì)中程度

汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子是一個(gè)高速旋轉(zhuǎn)體且質(zhì)量巨大，轉(zhuǎn)子微量的殘余不平衡可能引起軸承的振動(dòng)。熱態(tài)下，受汽缸支承方式的影響，汽缸采用下貓爪支承在軸承座上（如哈爾濱汽輪機(jī)廠330MW機(jī)組），貓爪的支承表面比汽缸水平法蘭面低，運(yùn)行時(shí)，該處的溫度比較高，造成軸封洼窩中心向上移動(dòng)，即下小上大。

3.3汽封膨脹間隙偏差

汽封膨脹間隙分徑向和軸向膨脹間隙，汽封間隙調(diào)整合格后，汽封塊周長(zhǎng)方向要留有0.10～0.25mm的間隙，利于消除由于溫差引起的膨脹，軸向間隙是防止汽封圈受高溫后卡澀設(shè)置的，間隙過(guò)大，易漏汽，過(guò)小，易卡澀。

3.4油膜厚度的影響

檢修時(shí)，軸頸與軸瓦烏金表面相接觸，在工作轉(zhuǎn)速下，軸頸在軸瓦中被油膜抬高并移向一側(cè)，造成軸頸中心發(fā)生變化，該位移量的大小與很多因素有關(guān)，如軸瓦上單位面積的負(fù)荷減小、軸頸圓周速度增加、潤(rùn)滑油黏度提高、軸承溫度降低等，都會(huì)使位移加大。

3.5凝汽器的影響

中間再熱式汽輪機(jī)的凝汽器與汽輪機(jī)排汽口采用剛生連接，在運(yùn)行狀態(tài)下，低壓缸下沉，使軸封主部間隙減小。凝汽器灌水或抽真空后，排汽缸和凝汽器變形對(duì)軸封洼窩中心有影響，如對(duì)某200MW汽輪機(jī)凝汽器灌水和抽真空試驗(yàn)，凝汽器汽側(cè)灌水至上部銅管時(shí)，測(cè)出低壓缸中心下降0.13mm，當(dāng)汽輪機(jī)抽真空后，測(cè)出低壓缸中心下降0.20mm，由此可見，凝汽器灌水和抽真空對(duì)汽封洼窩中心產(chǎn)生的變化比較大。

Reasonable Allocation of the Labyrinth Clearance in 330MW Major Repair of Steam Turbine

XUZhong
(North China Electric Power,Jiangsu Province Yangzhou Generation Co.Ltd.,Yangzhou 225007,China)

The dynamic between the sealing device of steam turbine,known as steam seal or seal.If the steam seal repair and adjustment of the improper,both affect the unit efficiency,but also to the unit to start the impact.In the steam turbine overhaul,howto properly configure the steam seal clearance has a direct impact on the operation economyand safety.

Steamturbine;Steamseal;Expansion clearance;Radial clearance

TK268

A

1674-8646（2015）09-0090-02

2015-05-31

徐忠（1968-），男，江蘇高郵人，高級(jí)技師，從事汽輪機(jī)本體檢修研究。