布莱登汽封在600MW机组的应用.doc

布莱登汽封在国产600MW汽轮机组的应用 于亮平 （内蒙古华电包头发电有限公司，内蒙古，包头，014013） [摘要] 本文结合布莱登汽封的改造，介绍了布莱登汽封的结构、原理、技术特点以及布莱登汽封在华电包头电厂＃2机组的应用情况，对同类型机组解决汽封间隙过大所引起的漏汽量大的问题具有较好的指导意义。 [关键词] 汽轮机 布莱登汽封 应用 效果 引言 汽轮机由于在长时间的运行中造成汽封间隙过大所引发的漏汽量的增加，占整机通流热效率损失的80%以上，轴封的漏汽，使油中含水量的增加，又增大了机组运行的安全隐患。所以，缩小汽封间隙、减少汽轮机通流漏汽损失，对提高整机运行效率至关重要。由于传统汽封结构原理上的缺陷，汽轮机在安装或检修时，现场工作人员怕汽封间隙调整太小导致动静碰磨，对机组启动和运行的安全不利，所以，往往将汽封径向间隙人为地调整过大，以牺牲经济性来确保安全性。布莱登汽封是汽封结构的重大改进，由于其技术原理特性，不仅能使汽封保持较小间隙运行，提高机组的经济性，同时又有效地提高了机组启动、运行的安全性。内蒙古华电包头发电有限公司通过对机组的运行状况、设备及系统性能进行综合分析，在众多成功的运行实践基础上，吸收同类型机组改进的成功经验，确定了#1汽轮机组布莱登汽封技术改进方案，并在机组大修中予以实施，大修后，机组顺利启动一次成功。 1 布莱登汽封的结构、工作原理 布莱登汽封取消了传统汽封背部的板弹簧，取而代之的是在每圈汽封弧段端面处，加装了四只螺旋弹簧。自由状态时，在弹簧应力作用下，汽封弧块是处于张开状态而远离转子；机组启机时，随着蒸汽流量的增加，作用在每圈汽封汽封弧块背部的蒸汽压力逐渐增大，当这一压力足以克服弹簧应力、摩擦阻力等时，汽封弧块开始逐渐关闭，直至处于工作状态，并始终保持与转子的最小间隙值运行；停机时，随蒸汽流量的减小，在弹簧应力作用下，推动汽封弧块远离转子，使汽封与转子的径向间隙达到最大值。（见图1、图2、图3）。 布莱登汽封圈上的受力情况如下： （1）关闭力：进汽侧蒸汽压力p1作用于汽封弧段背部产生的作用力F1,出汽侧蒸汽压力p2作用于汽封弧段背部产生的作用力F2。 （2）开启力：蒸汽流过汽封齿与转子轴向间的通道时，对汽封产生的作用力F3和汽封弧段端面间压弹簧产生的作用力F4。 （3）摩擦力：汽封弧块闭合或张开时与汽封槽道间的摩擦力F5。 在汽轮机启动时，由于进入的蒸汽量少，相应进入汽封弧段背部的蒸汽量也少，作用于汽封弧段背部的关闭力就小，这时： F1+F2F3+F4-F5 汽封块在开启力的作用下，各汽封弧段相互推开，整体向汽封体退让，离开转子，直至汽封块贴到汽封体上（汽封退让间隙1.2～2.5mm），使汽封齿与转子的径向间隙保持在较大状态（最大值为汽封退让间隙与机组正常运行时的汽封径向间隙之和），从而避免了过临界转速时转子与汽封齿的碰磨。 随着进入汽轮机蒸汽量的增加，作用于汽封弧段背部的关闭力克服作用于汽封齿侧的开启力及摩擦力，即 F1+F2F3+F4+F5 汽封弧块在关闭力的作用下逐渐压向转子，并最终实现汽封块的关闭，使汽封齿与转子径向间隙减到最小值（设计径向间隙）。 布莱登汽封在机组启动时，蒸汽流量在2～3%设计流量下开始关闭，在约28～30%设计流量下完成关闭；在停机时，蒸汽流量减少到2～3%，汽封全部张开。这样，布莱登汽封通过汽封弧段的自动开启和关闭，实现了在机组启、停机过程中汽封与转子的径向间隙可调，避免了由于振动产生的动静碰磨，在机组正常运行中汽封与转子的径向间隙始终保持在较小的范围内。 自由状态下的布莱登汽封，汽封与转子径向间隙（汽封退让间隙）1.5－2.5mm；工作状态下的布莱登汽封，设计工作间隙0.3mm-0.55mm，国内大型机组工作最小间隙0.25mm。 图1 自由状态下的布莱登汽封 图2 布莱登汽封受力 图3 工作状态下的布莱登汽封 2 设备简介： 内蒙古华电包头发电有限公司#2机组为哈尔滨汽轮机有限公司生产的N600-16.67/538/538型亚临界、一次中间再热、单轴、三缸四排汽、冷凝式汽轮机。高中压部分采用合缸结构，高缸部分有1个调节级和9个压力级；中压缸部分有6个压力级。低压缸为两个双流低压缸对称布置，包括4×7个压力级。整台机组共有44级。高中低压缸汽封采用传统的高低齿迷宫式汽封。 3 机组改进前存在的问题 (1)抽汽压力有超出设计值现象，如果限制压力则影响机组出力。 (2)汽机排汽压力偏高。设计额定负荷工况下排汽压力为4.9KPa，试验测得机组的排汽压力比设计值高出了0.74KPa，机组热耗增加了40.2 kJ/kW.h。从试验数据看循环水温