【文章內(nèi)容簡介】 W汽輪機組，（合缸）（制造廠編號：）。高中壓部分采用合缸結構，高缸部分有1個調節(jié)級和9個壓力級；中壓缸部分有6個壓力級。低壓缸為雙層缸對稱布置，包括26個壓力級。整臺機組共有28級。高中壓缸汽封采用傳統(tǒng)的高低齒迷宮式立橢圓汽封，低壓軸封采用斜平齒汽封，裝在外缸兩端內(nèi)側?！瑥澢畲笾翟诟咧袎洪g汽封處，汽封檔槽底部拉毛嚴重，約占轉子2/5周。轉子彎曲后，通過采取現(xiàn)場配重，調整軸系標高等措施，改善了機組帶負荷運行時軸系的振動狀況。雖然在機組啟動中，針對彎曲轉子又采取了一些特別措施，但是汽輪機由2000r/min向3000r/min的升速過程中，存在1號瓦聲音異常且軸振高達260181。m的突出問題（并網(wǎng)帶負荷后，振動值會降到180181。m以內(nèi)）。高壓后軸封，中壓后軸封漏汽大，使運行中軸承座的標高較之冷態(tài)產(chǎn)生了較大的變化，惡化了軸系的振動。另一方面油中含水，油中顆粒度超標等問題，也成了汽輪機安全運行的一大隱患。低壓前后軸封漏真空，但同時低壓軸封又存在碰磨振動。嚴重制約了機組的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行。高中壓缸做功能力低，特別是高壓缸的實際效率，遠低于設計效率。%，%，%%，%%。依據(jù)國內(nèi)同類型機組汽缸效率的影響系數(shù)，可計算因高壓缸效率下降對熱耗影響約146kl/()中壓缸效率下降對熱耗影響約52kJ/()。對于高中壓合缸機組，由于轉子跨度大，過橋汽封處于蒸汽溫度最高的轉子中部，易發(fā)生碰磨，引起大軸彎曲，特別是對高中壓轉子已彎曲的汽輪機，更易發(fā)生碰磨振動。汽缸存在膨脹不暢、轉子本身存在有較大的彎曲，造成機組在啟動過程中轉子與汽封易發(fā)生動靜部分的碰磨（從軸系的振動特征曲線也可碰磨的確實存在），進而引發(fā)對振動比較敏感的1號瓦振動的急劇上升。揭缸數(shù)據(jù)表明，運行中轉子與缸體的同心度和冷態(tài)情況下的調整值相比有較大差別，突出表現(xiàn)在左側間隙小于右側間隙，頂部間隙小于底部間隙，這無疑增加了動靜部分碰磨發(fā)生的機會。由于傳統(tǒng)汽封是靠汽封體背部的板彈簧將汽封塊壓向轉子，以此來保證汽封齒與轉子的徑向間隙。也只有當高速旋轉的轉子碰磨到汽封齒后汽封塊才會被動退讓，一旦退讓受阻（大修中會經(jīng)常發(fā)生現(xiàn)有汽封塊卡死，不能退讓的現(xiàn)象的存在），材質為15CrMoA的汽封齒就會經(jīng)歷一次“淬火”過程，“淬火”后的15CrMoA汽封齒就會象利刃一樣傷及轉子。工作原理決定了傳統(tǒng)汽封在機組啟停過程和帶負荷運行期間必定為同一間隙，客觀上具有經(jīng)濟性與安全性不易兼顧的缺點。在實際安裝、檢修工作中，為減小在機組啟動中，轉子與汽封發(fā)生徑向碰磨的機會。這無疑使機組在正常運行中蒸汽漏流量增加，減少了作功，降低了機組的熱效率。雖然如此仍不能避免動靜部分碰磨的發(fā)生。圖41在2000年11月～2001年1月的2號機組大修期間，將2號機高中壓缸的隔板汽封、部分軸封改為布萊登汽封，為減少啟動中布萊登汽封尚處在開啟狀態(tài)時漏汽，同時不影響機組啟動時真空系統(tǒng)的建立。分別將高壓后汽封和中壓后汽封外4圈改為鐵素體汽封（高壓后汽封的18列，中壓后汽封的8列，如圖1所示）。為解決低壓汽封漏真空問題，改善4號瓦振動狀況，這次大修中將低壓軸封改為銅汽封。和傳統(tǒng)汽封相比，改造中布萊登汽封除了需在每段汽封塊的背部銑出進汽槽和在上下兩汽封弧塊開設不同深度的彈簧安裝孔外，不需要對汽封體等其它部件做任何改動。這次汽封改造中，共有39圈汽封改為布萊登汽封——高壓2—4級隔板汽封6圈，高壓5—10級隔板汽封6圈，中壓2—6級隔板汽封5圈，高中壓間汽封1—11列共計11圈，高壓后汽封1—7列共計7圈，中壓后汽封1—4列共計4圈?！瑢⒏咧袎哼^橋汽封、高壓第二級隔板汽封工作間隙標準定為：——，～（～，）實際安裝間隙如下：～，～，～，～。 的間隙，以保證汽封塊頸部能夠自由活動。保證汽封端面彈簧孔深公差為177。,垂直角90176。177。5176。.～，～。 鐵素體汽封的結構與傳統(tǒng)汽封結構類似，差別的地方在于：傳統(tǒng)汽封塊的汽封齒是整塊15CrMoA材料在車床上整體車出來的；對于鐵素體汽封，兼顧到價格因素，采用將鐵素體不銹鋼材料（0Cr15Mo）鑲嵌在基體上的結構形式（如圖6所示）工作機理與原汽封完全相同，在汽封塊背部片彈簧的作用下，汽封塊A面緊貼汽封體，從機組啟動到正常運行，汽封的徑向保持間隙不變。轉子與汽封一旦發(fā)生碰磨，除了汽封可以象原來一樣向后退讓外，鐵素體汽封具有難以淬硬的優(yōu)點，即使發(fā)生動靜摩擦，他的硬度也可以基本保持在出廠時的較低值，從而減少轉子振動及變形的可能性，另外采用尖齒結構，既提高了密封效果，又可使摩擦后迅速脫離接觸，提高機組的安全性。 圖42由于鐵素體汽封為鑲嵌式結構，因此汽封弧段基體的弧背比原汽封厚度增加3～4mm，為保證汽封塊有2～，因此在安裝過程中，需將原高壓后軸封體（見圖2）的件（?。┑牡?9列、件（2）的第8列處和中壓后軸封體(見圖1)的件(1)的第5列、件（2）的第8列處在直徑上需去掉7mm。裝配時保證汽封圈在120176。和300176。+,，以達到減少漏汽量的目的。為解決低壓軸封漏真空，改善4號瓦振動，避免一旦發(fā)生動靜碰磨汽封傷及轉子，將低壓前后軸封共10圈汽封改為銅汽封。汽封圈的外型尺寸也與原汽封圈完全相同，汽封齒是整體車出的，不同之處在于每只銅汽封塊背部用工作更可靠的8只螺旋彈簧代替原來的片彈簧。汽封塊的工作機理與原汽封相同。汽封圈在68只螺旋壓彈簧的作用下推向轉子，作用機理與鐵素體汽封相同。銅汽封的安裝比較簡單，汽封體不需作任何改動。裝配時保證汽封圈在120176。和300176。+，以保證熱脹之需要，～，～～。在實際安裝中可以放心按設計要求的動靜間隙下限進行安裝，避免人為將通流間隙放大。改造后機組在啟動過程中的振動狀況明顯改善，幾次機組啟動均未出現(xiàn)在2000～3000r/min過程中1號瓦軸振突升超標現(xiàn)象。在正常運行中2軸振大的情況也得到了根本性的改善，從下表中就能看出：表42汽輪機2軸承振動中修前、后數(shù)據(jù)對比 單位：um1軸承2軸承X方向Y方向X方向Y方向改造前98948991改造后58616773高中壓缸漏汽情況有較大改善，低壓軸封漏真空的問題得到了基本解決，4號瓦發(fā)生碰磨振動的幾率明顯減少。改造后額定工況下，高缸效率達到82%，%，%，%。依據(jù)國內(nèi)同類型機組汽缸效率的影響系數(shù)，可估算出大修后因高壓缸效率提高引起熱耗下降約66kj/（），中壓缸效率提高引起熱耗下降約27kj/（）。對于大跨度轉子的高中壓合缸機組，特別是轉子已經(jīng)彎曲的汽輪機，兼顧機組的安全性和經(jīng)濟性，將高中壓缸汽封改為布萊登汽封是一個比較可行的選擇方案。布萊登汽封與鐵素體汽封相結合的高中缸汽封改造方式，較好地解決了機組啟停過程中，布萊登汽封處于開啟或還沒有完全閉合的情況下，軸封漏汽大的問題，對控制正脹差的過快增長也起到了積極的作用。裕東電廠裝機容量2300MW，是上海汽輪機廠引進美國西屋公司技術制造的，亞臨界單軸、雙缸雙排汽、高中壓合缸、一次中間再熱凝汽式汽輪機。該機組高壓缸共11級+調節(jié)級和高壓排汽平衡環(huán)，中壓缸共9級，中部由高壓進汽平衡環(huán)、中壓進汽平衡環(huán)，分別采用5圈及2圈傳統(tǒng)高低齒迷宮汽封將內(nèi)缸分為高壓部分及中壓部分。根據(jù)汽輪機結構及在役機組的運行實踐來看，該類型機組在高壓進汽平衡環(huán)、中壓進汽平衡環(huán)、高壓排汽平衡環(huán)等處汽封磨損較大，造成汽封間隙增大，漏汽量大，嚴重影響機組運行的經(jīng)濟性和安全性。經(jīng)河南電力試驗研究院對2汽輪機進行性能試驗考核，發(fā)現(xiàn)我廠，%，%。根據(jù)以上汽輪機內(nèi)效率低的原因分析，通過對全國同類型機組通流部分改造的調研，經(jīng)公司節(jié)能小組決定，2機組汽輪機本體通流采用布萊登汽封技術對汽封進行改造?？紤]中修工期，只對高、中壓缸汽封進行改造。改造工作于2008年3月機組中修期間進行，對下述部位的汽封進行了更換：高壓進汽平衡環(huán)汽封5道，高壓排汽平衡環(huán)汽封3道，高中壓缸端部內(nèi)汽封1道(調端)，高中壓缸端部內(nèi)汽封1道(電端)，中壓進汽平衡環(huán)汽封2道，中壓2~9級隔板汽封8道。中修后的啟動中，布萊登汽封顯示了其安全方面的優(yōu)越性，臨界轉速區(qū)域和其他階段振動均在合格及優(yōu)良范圍內(nèi)，在負荷升至150MW時，因汽封已經(jīng)全部關閉，部分汽封間隙過小，振動曾達到140um，但因布萊登汽封沒有背弧彈簧，退讓性好，通過調整閥門運行方式，進汽參數(shù)的控制，合理進行帶負荷暖機，經(jīng)一個多小時的碰磨，振動又恢復到優(yōu)良值，直到滿負荷階段，汽輪機整體振動均在優(yōu)良范圍內(nèi)。為了檢驗布萊登汽封的效果，河南電力試驗研究院做了中修前、后的性能試驗。大修前后試驗結果見表42。表42 大修前后試驗結果。工況設計300 MW工況修前300MW修后300 MW高壓缸通流效率%中壓缸通流效率%高中壓缸軸封漏汽量占再熱蒸汽流量的比例%