汽輪機汽封改造技術分析

劉建

【摘 要】汽輪機有不同類型的汽封，各自有其特點，合理運用才能發揮該類型汽封的長處，取得良好效果，從而提升汽輪機的效能，此外汽輪機汽封間隙的合理確定也很重要，需要遵循科學的檢修方法。文章分析了汽輪機各類型汽封特點，闡述了汽封徑向間隙的合理確定與調整方法。

【關鍵詞】汽封特點；汽封的合理使用；徑向間隙；檢驗工藝

1、各類型汽封的特點分析

1.1蜂窩汽封

蜂窩汽封與其他各種形式的“硬齒”汽封相比，它的汽封齒最薄，硬度也最低，因此碰磨時不會象其他“硬齒”汽封一樣在轉子表面留下顯著的磨痕。同時，蜂窩汽封與其他“硬齒”汽封不同，在與轉子碰磨時象不會產生“刀片”切割現象，這是它不會磨傷轉子的主要原因。梳齒類汽封的每一根汽封齒，在與轉子碰磨時猶如車刀，很容易在轉軸或覆環表面割出溝槽。此外，蜂窩汽封由于它曲折的網狀結構使其表面面積大大增加，又極大地提高了它的耐磨性，因此蜂窩汽封既耐磨又不易磨傷轉子是它突出的一個特點。

1.2布萊登汽

封布萊登汽封，是當前汽封中唯一在工作過程中汽封塊的位置發生變化的汽封。正是這一特點使其具備其他形式的汽封不具備的優點，在機組啟停過程中不穩定狀態下能夠有效的避免碰磨。但是也正是這一特點，使其可能發生其他形式的汽封不可能發生的缺陷，即運行中未能合攏，造成漏汽量劇增。

1.3刷式汽封

刷式汽封名義上屬于柔齒汽封，究其實際，應視為硬齒與柔齒相結合的汽封。安裝時通常將其硬齒按照標準間隙調整，柔齒間隙在此基礎上可較大幅度減小。因為柔齒與轉子間隙為彈性配合，具有較好的自適應能力。刷式密封是一種允許摩擦，理論上可做到“零”間隙的密封。為了避免對軸產生損害，與刷式密封相配合的軸頸處需要一層耐高溫、耐磨蝕的涂層。但國內使用時，似乎都沒能做這樣的處理。因此在確保刷毛不脫落的情況下應當盡量選用較細的刷毛，以避免或減輕對主軸的損傷。

1.4“接觸式”汽封

以王常春“接觸式”汽封為例，屬于硬齒與接觸齒相結合的汽封。實踐表明，在當前使用的所有汽封當中，發生碰磨時王常春“接觸式”汽封對軸頸的損傷最小。即使密封環發生嚴重的磨損也不會在軸頸上留下明顯的痕跡。但在軸振比較大時容易使振動擴展、惡化。

1.5鑲嵌式汽封

鑲嵌式汽封片，做為傳統汽封，除其結構簡單、緊湊外，還具有其他所有類型汽封都不具備的特點。其他各類型的汽封，汽封塊之間，都留有周向膨脹間隙。此間隙量極難掌握，過大則平面漏汽，過小則會使汽封塊膨脹后向外頂開，徑向間隙增大增加漏汽量。運行中兩者必居其一，很難做到恰到好處。而鑲嵌式汽封片整圈鑲嵌，只有水平中分面處有接縫。汽封片自身質量很小，熱容量極低與母體之間幾乎無溫差，因此接縫處亦沒有膨脹間隙，避免了此間漏汽。

2、汽封徑向間隙的合理確定

隨著節能降耗要求不斷提高，通常的做法是，將汽封間隙調整到低于制造廠規定的下線，機組啟動后，通過反復的碰磨，磨出間隙。

實踐表明，縮小間隙與按照標準調整間隙相比，確實可以收到較為明顯的效果。從現場觀察到的碰磨情況，以及大修檢查的結果表明，即便所有汽封間隙同幅度減小，并非各級汽封都發生碰磨，也并非每一級汽封所有部位都發生碰磨，通常為局部碰磨。這表明，適當縮小間隙并非不可行，但所有間隙一同縮小卻是一種盲目的方法，不可避免的造成可以縮小的間隙縮小了，不該縮小的間隙也縮小了。

修后機組未啟動前的冷狀態下，如果調整得當，各方向間隙是均勻的，投入運行后熱狀態下，按照設計理念洼窩中心線保持不變。實際上，受汽缸熱變形、凝汽器真空、上下缸溫差諸多因素影響，洼窩中心不可能不產生或多或少的偏移。此外，汽輪機通汽部分間隙調整，是在轉子靜止狀態下進行的。運行中，軸頸在軸承中的位置也將發生變化。所有這些變化必然影響到間隙在各個方向上的重新“分配”，一定程度將通過汽封間隙的磨損反應出來。汽輪機大修解體后測量的修前汽封間隙，包含了“間隙分配”的信息。雖然每臺機組在檢修時都會測量修前汽封間隙，由于受汽缸變形的影響，開缸后，在半缸狀態下所測間隙已經偏離了實際情況，因此直接通過修前汽封間隙考量汽封磨損情況并不可靠。

機組運行中，無論汽封碰磨多嚴重，改變的僅有汽封塊的齒高，其他部分不會因碰磨而改變。因此，大修解體后測量汽封齒高，與原始齒高比較，是考量間隙分布情況的有效手段。每道汽封應測量上、下、左、右四點。測量方式，可以用深度尺測量梳齒高度。也可以使用游標卡尺測量汽封塊厚度。

測量位置應做統一規定，確保上次檢修與本次檢修在同一位置上測量，以減少誤差。齒高的降低值與上次修后汽封間隙之和，即為本次修前汽封間隙。機組檢修，通流部分各洼窩中心的原始記錄是在軸系中心調整后測量的，因此，需要根據調整軸系中心時的調整量，推算出修前的各道洼窩中心才能進行全面的分析。

3汽封間隙的調整方法

3.1汽缸、持環或隔板洼窩中心調整完成后，經驗收確認合格后，方可開始調整汽封間隙

根據測量出的合缸洼窩中心的變形量，即得到了汽封間隙修正量。參考修前測量的汽封間隙，根據制造廠提供的汽封間隙標準，計算出調整量，半缸初調，全實缸檢查、驗收。

3.2壓鉛絲調整法

根據不同的汽封間隙選擇不同規格的鉛絲，鉛絲壓縮量控制在30%～50%范圍內。為防止壓鉛絲時汽封塊退讓，需要在每塊汽封背部加支撐塊。支撐塊可以使用較硬的木塊或竹筷制作。支撐塊放置不可過緊，一般有0.05mm～0.10mm緊力即可。每塊汽封塊在靠近端部處分別放置一塊支撐塊。依據汽封塊的弧長放置二至三道鉛絲，兩端的鉛絲放置在距汽封塊端面約15mm～20mm。鉛絲應當盡量貼緊汽封齒，鉛絲兩端用膠布固定。轉子吊入時應注意平落、平起。同樣，上隔板吊入時也應當注意平落、平起。壓鉛絲時應當注意半缸檢測時，不要同時將所有上隔板一起吊入，以免因為汽缸變形影響檢驗效果。上隔板吊入后，一定要注意檢查隔板平面間隙，確認上隔板沒有擱空現象。測量鉛絲壓扁后的剩余厚度，即為汽封徑向間隙。

3.3貼膠布調整法

選用粘性較好的醫用膠布（大部分醫用膠布厚度約為0.25mm）先在每塊汽封（軸封）塊兩端各貼一道膠布，離汽軸封塊端部約20mm，所貼層數根據間隙標準確定。多層膠布疊貼時應呈階梯型，自高向低的順序應與轉子旋轉方向相同。盤動轉子時應緩慢，一般盤一周即可，根據膠布接觸情況判斷汽封徑向間隙。過多盤動轉子容易造成膠布接觸假象，影響對間隙判斷的準確性。

3.4掛耳加臨時墊片調整法

沖動式汽輪機通汽部分通常采用隔板形式，由于隔板洼窩中心受到支撐它的汽缸或隔板套變形影響，半缸狀態與全缸狀態的洼窩中心是不同的。汽封的調整工作是在半缸的狀態下進行的，因此調整時需要對汽封間隙進行修正。臨時墊片厚度等于其半缸與全缸洼窩中心的變化量。如變形量測量顯示緊螺栓后洼窩中心向下移動，在隔板掛耳下面加臨時墊片，反之，放在掛耳下面減臨時墊片。然后，在半缸狀態下利用假軸將隔板調整至與轉子同心的位置上，這樣就可以在半缸狀態下不修正，直接按照標準要求調整汽封間隙。待調整結束，全實缸復查汽封間隙或檢查最小間隙前，抽出掛耳臨時墊片，此時洼窩中心將偏離與轉子同心的位置，由于掛耳臨時墊片厚度等于洼窩中心變化量，所以合缸緊螺栓后，洼窩中心又將回到與轉子同心的位置上。

參考文獻：

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