新型汽封油檔在電廠汽輪機改造中的應用研究

李沛

（中電建甘肅能源華亭發電有限責任公司，甘肅 平涼 744106）

某電廠2×145MW 機組，均為東方汽輪機廠生產的NZK145-13.2/535/535 型超高壓、一次中間再熱、單軸、沖動式、雙缸雙排汽、直接空冷凝汽式汽輪機。1#、2#機組從2006 年投產至今，汽輪機缸內損失嚴重，通流部分內效率偏低，造成能源浪費，降低了機組經濟性。同時軸端漏汽（氣）量較大，加之油檔是固定式油檔，安裝間隙較大，軸封漏汽導致油中進水，潤滑油乳化,真空嚴密性不合格。在2008年1#機組大修期間進行了通流部分汽封間隙調整，但均不理想。在2010 年7 月份2#機組A 級大修中，我們對2#機高壓后軸端汽封、高中壓間汽封、中壓后軸端汽封、低壓缸前、后軸端汽封更換為接觸式蜂窩汽封和接觸式鐵素體汽封，共計18 圈，投運后機組運行穩定。

1 原設備的固有弊端

目前，我國汽輪機通流部分設計、制造技術日臻完善。漏汽損失則成為制約汽輪機效率提高的主要因素。汽輪機內部的泄漏可影響到汽輪機效率損耗的80%左右。如果軸封、汽封磨損及葉頂汽封磨損，其效率損失可超過其余各種效率損失的總和。

東汽產NZK135-13.2/535/535 型汽輪機，高、中、低壓葉頂汽封均為鑲阻汽片密封，其余部位均為帶彈簧可退讓活動式梳齒汽封。 梳齒式汽封依靠節流法增加阻力減少漏汽。蒸汽在兩側壓差作用下流經汽封片齒尖的徑向間隙時，由于通道突然收縮，流速加大，壓力降低，通過齒尖以后，進入小室通道又突然增大，流速急劇降低，在小室內形成渦流，使動能在等壓下轉變成熱能并增加了流動阻力。汽流每經過一個齒尖的間隙，就受到一次節流，壓力下降一次。

2 預期效果

通過對汽輪機汽封進行優化改進，不僅能保證機組的供、抽汽量的平衡，還能減少軸封的漏汽量，降低高中壓缸、低壓缸的排汽溫度、壓力。徹底改善沿軸端漏出的蒸汽至機房或進入軸承座，既保護環境，又不會導致潤滑油變質，解決油中帶水等問題，同時可進一步提高機組汽缸效率，達到節能降耗的目的。

3 改造方案

（1）在現有有效空腔內，增加密封齒數，增加密封效果。

（2）在不影響安全的情況下，減小密封間隙，增強密封效果。

（3）在不影響密封壽命的前提下，減小齒的厚度，增強密封效果。

（4）改善密封結構，應用新型汽封，增強密封效果，

（5）將原不可調汽封改造成微量調整的結構形式，既能實現提高安裝調試的工作效率，減少工人的工作強度，又可以提高間隙調整精度。

方案設計。鑒于上述改造原則及出發點，通過新型汽封和油檔的特性對比，結合汽輪機固有結構和運行特性，現擬定汽輪機各部汽封和油檔改造、更換軸端汽封、隔板汽封、葉頂汽封數量見表1。

4 施工方案

（1）汽封塊的更換。（2）揭開高中壓內、外缸、低壓缸。（3）測量調整高中、低壓缸隔板、汽封凹窩中心。（4）新汽封裝入汽封體，用塞尺及過膠布法修調測量汽封軸向、徑向間隙。（5）測量調整汽封退讓間隙。（6）安裝完工后由技術部、檢修公司共同對汽封軸向、徑向、退讓間隙進行驗收。（7）隔板、葉頂汽封調整方案與上述軸端汽封調整方法相同。（8）所有汽封修調工作結束后，將上下隔板、汽封套、轉子依次就位后，進行扣缸檢驗。

5 可靠性分析

5.1 改造方案所用產品介紹

（1）蜂窩汽封構成。和常規汽封比較，蜂窩汽封是在原汽封長齒中間，通過真空釬焊，將蜂窩帶釬焊牢固既而形成了蜂窩汽封。2003 年，我國首臺機組（秦山核電站）汽封改造把它應用到汽輪機的密封上。近幾年來，開始普遍應用于汽輪機上作為防止蒸汽外漏、安全節能及防止內漏作為節能提效，效果顯著。

（2）蜂窩汽封特點。①安全性能好，不傷軸。②不會造成大軸彎曲。③防止產生汽流激振。④密封效果。⑤渦旋效應劇增。⑥封嚴效果好。⑦密封效果具有長久保持性。

5.2 改造后的預期效果

（1）提高機組的安全性。汽輪機轉子普遍存在一定量的動不平衡現象,運行中轉子有不同程度的振幅擺動,其擺動幅值除其自身質量偏心外,與汽封和軸承徑向間隙的阻尼作用大小有關。

（2）機組可一次啟機成功，不發生因汽封改造所造成的軸系不穩、動靜碰磨、振動現象，不改變機組漲差（排除其它因素的影響）。

（3）通過改造，可以避免油中進水，保證了機組的安全運行，同時每臺機組每年可節約濾油費用約8 萬元左右，透平油再生費用19 萬元。

6 汽封改造工程施工周期、設備制造周期、勘測設計周期

（1）現場測繪5 天。（2）制造周期10 ～15 天。（3）釬焊及切割4 天。（4）安裝調試7 天。

7 費用預算（如表2）

表2

8 經濟效益預期

（1）提高機組的經濟性。a、力爭高、中、低壓缸效率各提高1.5%。b、力爭改造后汽輪機節約標煤5g/kw.h 以上。

（2）經濟性回報預期。按照節約標煤4.6g/kw.h，135MW 機組年發電7 億度，標煤的入廠價格按445 元/噸計算，一年可節約標準煤3220（噸），折合人民幣約：143.3 萬元。一年零七個月可以收回投資成本。

9 結語

總之，通過這次改造投運后機組運行穩定，各軸承振動值達到優良水平，汽輪機真空嚴密性明顯提高了，機組熱效率有了一定的提高，油中帶水問題也徹底解決了，給電廠帶到來了良好的經濟效益，同時也積極響應了國家節能環保的政策，對企業的長久發展有著重要的意義。