【文章內(nèi)容簡介】 W汽輪機(jī)組，（合缸）（制造廠編號(hào)：）。高中壓部分采用合缸結(jié)構(gòu)，高缸部分有1個(gè)調(diào)節(jié)級(jí)和9個(gè)壓力級(jí)；中壓缸部分有6個(gè)壓力級(jí)。低壓缸為雙層缸對稱布置，包括26個(gè)壓力級(jí)。整臺(tái)機(jī)組共有28級(jí)。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(cè)。～，彎曲最大值在高中壓間汽封處，汽封檔槽底部拉毛嚴(yán)重，約占轉(zhuǎn)子2/5周。轉(zhuǎn)子彎曲后，通過采取現(xiàn)場配重，調(diào)整軸系標(biāo)高等措施，改善了機(jī)組帶負(fù)荷運(yùn)行時(shí)軸系的振動(dòng)狀況。雖然在機(jī)組啟動(dòng)中，針對彎曲轉(zhuǎn)子又采取了一些特別措施，但是汽輪機(jī)由2000r/min向3000r/min的升速過程中，存在1號(hào)瓦聲音異常且軸振高達(dá)260181。m的突出問題（并網(wǎng)帶負(fù)荷后，振動(dòng)值會(huì)降到180181。m以內(nèi)）。高壓后軸封，中壓后軸封漏汽大，使運(yùn)行中軸承座的標(biāo)高較之冷態(tài)產(chǎn)生了較大的變化，惡化了軸系的振動(dòng)。另一方面油中含水，油中顆粒度超標(biāo)等問題，也成了汽輪機(jī)安全運(yùn)行的一大隱患。低壓前后軸封漏真空，但同時(shí)低壓軸封又存在碰磨振動(dòng)。嚴(yán)重制約了機(jī)組的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。高中壓缸做功能力低，特別是高壓缸的實(shí)際效率，遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)效率。%，%，%%，%%。依據(jù)國內(nèi)同類型機(jī)組汽缸效率的影響系數(shù)，可計(jì)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(jī)組，由于轉(zhuǎn)子跨度大，過橋汽封處于蒸汽溫度最高的轉(zhuǎn)子中部，易發(fā)生碰磨，引起大軸彎曲，特別是對高中壓轉(zhuǎn)子已彎曲的汽輪機(jī)，更易發(fā)生碰磨振動(dòng)。汽缸存在膨脹不暢、轉(zhuǎn)子本身存在有較大的彎曲，造成機(jī)組在啟動(dòng)過程中轉(zhuǎn)子與汽封易發(fā)生動(dòng)靜部分的碰磨（從軸系的振動(dòng)特征曲線也可碰磨的確實(shí)存在），進(jìn)而引發(fā)對振動(dòng)比較敏感的1號(hào)瓦振動(dòng)的急劇上升。揭缸數(shù)據(jù)表明，運(yùn)行中轉(zhuǎn)子與缸體的同心度和冷態(tài)情況下的調(diào)整值相比有較大差別，突出表現(xiàn)在左側(cè)間隙小于右側(cè)間隙，頂部間隙小于底部間隙，這無疑增加了動(dòng)靜部分碰磨發(fā)生的機(jī)會(huì)。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(zhuǎn)子，以此來保證汽封齒與轉(zhuǎn)子的徑向間隙。也只有當(dāng)高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子碰磨到汽封齒后汽封塊才會(huì)被動(dòng)退讓，一旦退讓受阻（大修中會(huì)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(zhì)為15CrMoA的汽封齒就會(huì)經(jīng)歷一次“淬火”過程，“淬火”后的15CrMoA汽封齒就會(huì)象利刃一樣傷及轉(zhuǎn)子。工作原理決定了傳統(tǒng)汽封在機(jī)組啟停過程和帶負(fù)荷運(yùn)行期間必定為同一間隙，客觀上具有經(jīng)濟(jì)性與安全性不易兼顧的缺點(diǎn)。在實(shí)際安裝、檢修工作中，為減小在機(jī)組啟動(dòng)中，轉(zhuǎn)子與汽封發(fā)生徑向碰磨的機(jī)會(huì)。這無疑使機(jī)組在正常運(yùn)行中蒸汽漏流量增加，減少了作功，降低了機(jī)組的熱效率。雖然如此仍不能避免動(dòng)靜部分碰磨的發(fā)生。圖41在2000年11月～2001年1月的2號(hào)機(jī)組大修期間，將2號(hào)機(jī)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(dòng)中布萊登汽封尚處在開啟狀態(tài)時(shí)漏汽，同時(shí)不影響機(jī)組啟動(dòng)時(shí)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(hào)瓦振動(dòng)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(jìn)汽槽和在上下兩汽封弧塊開設(shè)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(dòng)。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(jí)隔板汽封6圈，高壓5—10級(jí)隔板汽封6圈，中壓2—6級(jí)隔板汽封5圈，高中壓間汽封1—11列共計(jì)11圈，高壓后汽封1—7列共計(jì)7圈，中壓后汽封1—4列共計(jì)4圈?！瑢⒏咧袎哼^橋汽封、高壓第二級(jí)隔板汽封工作間隙標(biāo)準(zhǔn)定為：——，～（～，）實(shí)際安裝間隙如下：～，～，～，～。 的間隙，以保證汽封塊頸部能夠自由活動(dòng)。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(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)汽封結(jié)構(gòu)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(jià)格因素，采用將鐵素體不銹鋼材料（0Cr15Mo）鑲嵌在基體上的結(jié)構(gòu)形式（如圖6所示）工作機(jī)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(jī)組啟動(dòng)到正常運(yùn)行，汽封的徑向保持間隙不變。轉(zhuǎn)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(diǎn)，即使發(fā)生動(dòng)靜摩擦，他的硬度也可以基本保持在出廠時(shí)的較低值，從而減少轉(zhuǎn)子振動(dòng)及變形的可能性，另外采用尖齒結(jié)構(gòu)，既提高了密封效果，又可使摩擦后迅速脫離接觸，提高機(jī)組的安全性。 圖42由于鐵素體汽封為鑲嵌式結(jié)構(gòu)，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(shí)保證汽封圈在120176。和300176。+,，以達(dá)到減少漏汽量的目的。為解決低壓軸封漏真空，改善4號(hào)瓦振動(dòng)，避免一旦發(fā)生動(dòng)靜碰磨汽封傷及轉(zhuǎn)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(jī)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(zhuǎn)子，作用機(jī)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(dòng)。裝配時(shí)保證汽封圈在120176。和300176。+，以保證熱脹之需要，～，～～。在實(shí)際安裝中可以放心按設(shè)計(jì)要求的動(dòng)靜間隙下限進(jìn)行安裝，避免人為將通流間隙放大。改造后機(jī)組在啟動(dòng)過程中的振動(dòng)狀況明顯改善，幾次機(jī)組啟動(dòng)均未出現(xiàn)在2000～3000r/min過程中1號(hào)瓦軸振突升超標(biāo)現(xiàn)象。在正常運(yùn)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(jī)2軸承振動(dòng)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(hào)瓦發(fā)生碰磨振動(dòng)的幾率明顯減少。改造后額定工況下，高缸效率達(dá)到82%，%，%，%。依據(jù)國內(nèi)同類型機(jī)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(zhuǎn)子的高中壓合缸機(jī)組，特別是轉(zhuǎn)子已經(jīng)彎曲的汽輪機(jī)，兼顧機(jī)組的安全性和經(jīng)濟(jì)性，將高中壓缸汽封改為布萊登汽封是一個(gè)比較可行的選擇方案。布萊登汽封與鐵素體汽封相結(jié)合的高中缸汽封改造方式，較好地解決了機(jī)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(jī)容量2300MW，是上海汽輪機(jī)廠引進(jìn)美國西屋公司技術(shù)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(jī)。該機(jī)組高壓缸共11級(jí)+調(diào)節(jié)級(jí)和高壓排汽平衡環(huán)，中壓缸共9級(jí)，中部由高壓進(jìn)汽平衡環(huán)、中壓進(jìn)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(jī)結(jié)構(gòu)及在役機(jī)組的運(yùn)行實(shí)踐來看，該類型機(jī)組在高壓進(jìn)汽平衡環(huán)、中壓進(jìn)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(yán)重影響機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和安全性。經(jīng)河南電力試驗(yàn)研究院對2汽輪機(jī)進(jìn)行性能試驗(yàn)考核，發(fā)現(xiàn)我廠，%，%。根據(jù)以上汽輪機(jī)內(nèi)效率低的原因分析，通過對全國同類型機(jī)組通流部分改造的調(diào)研，經(jīng)公司節(jié)能小組決定，2機(jī)組汽輪機(jī)本體通流采用布萊登汽封技術(shù)對汽封進(jìn)行改造?？紤]中修工期，只對高、中壓缸汽封進(jìn)行改造。改造工作于2008年3月機(jī)組中修期間進(jìn)行，對下述部位的汽封進(jìn)行了更換：高壓進(jìn)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(diào)端)，高中壓缸端部內(nèi)汽封1道(電端)，中壓進(jìn)汽平衡環(huán)汽封2道，中壓2~9級(jí)隔板汽封8道。中修后的啟動(dòng)中，布萊登汽封顯示了其安全方面的優(yōu)越性，臨界轉(zhuǎn)速區(qū)域和其他階段振動(dòng)均在合格及優(yōu)良范圍內(nèi)，在負(fù)荷升至150MW時(shí)，因汽封已經(jīng)全部關(guān)閉，部分汽封間隙過小，振動(dòng)曾達(dá)到140um，但因布萊登汽封沒有背弧彈簧，退讓性好，通過調(diào)整閥門運(yùn)行方式，進(jìn)汽參數(shù)的控制，合理進(jìn)行帶負(fù)荷暖機(jī)，經(jīng)一個(gè)多小時(shí)的碰磨，振動(dòng)又恢復(fù)到優(yōu)良值，直到滿負(fù)荷階段，汽輪機(jī)整體振動(dòng)均在優(yōu)良范圍內(nèi)。為了檢驗(yàn)布萊登汽封的效果，河南電力試驗(yàn)研究院做了中修前、后的性能試驗(yàn)。大修前后試驗(yàn)結(jié)果見表42。表42 大修前后試驗(yàn)結(jié)果。工況設(shè)計(jì)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%