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300MW汽轮机汽封优化改造可行性研究 　　【摘要】对于东方汽轮机厂优化设计的8型N300MW高中压为合缸结构机组，转子跨度大，机组在起停机通过临界转速时，汽封齿很容易与轴发生动静干涉且磨损，经过几次启停后，使径向密封间隙变大且运行中无法补偿，导致漏汽量增大，尤其是隔板汽封显得更加突出。蜂窝汽封的结构和工作原理能很好的解决传统梳齿式汽封在机组启、停机过程中在经过临界转速时汽封与转子产生动静磨擦导致梳齿汽封齿尖被磨损掉而造成汽封间隙增大导致漏气量增大的问题。 　　【关键词】汽轮机 汽封 节能 　　前言 　　汽轮机工作时，转子高速旋转而静止部分不动，动静部分之间必须留有一定的间隙，以避免相互碰撞或磨擦，而间隙两侧一般存在压差，这样就会漏汽，造成能量损失，使汽轮机效率降低，为了减少漏汽损失，在汽轮机的相应部位设置了汽封装置。 　　汽轮机汽封根据其装设部位可分为轴端汽封，隔板汽封和通流部分汽封。转子穿出汽缸两端处的汽封叫轴端汽封，分为高压轴封和低压轴封。高压轴封用来防止蒸汽漏出汽缸，造成能量损失及恶化运行环境；低压轴封用来防止空气漏入汽缸，破坏凝汽器的真空。隔板内圆孔与转子之间的汽封为隔板汽封，用来阻止蒸汽经过隔板内圆绕过喷嘴流到隔板后，造成能量损失并使叶轮前后压差增大，轴向推力增加。通流部分汽封包括动叶顶部和根部的汽封，用来阻止叶顶及叶根处的漏汽。 　　1 问题的提出 　　某电厂2×300MW汽轮机是东方汽轮机厂生产的N300-16.7-537/537――8型亚临界、单轴、双缸、双排汽、一次中间再热、冲动、凝汽式汽轮机，该型号汽轮机隔板汽封采用椭圆汽封，叶采用自带冠结构，叶冠顶部设置了径向汽封，动叶根部设置了根部汽封，高中压缸和低压缸共有五组汽封。高中压缸前、后轴端汽封采用高、低齿 “尖齿”汽封，采用软态镶片结构；低压汽封采用光轴尖齿结构的铜汽封，#1机组投产于2005年11月，#2机组2006年7月投产，分别于2008年9月和2009年8月进行了首次大修，大修时主要发现如下问题：高中压缸前汽封磨损严重；调节级镶嵌式汽封严重变形；低压内缸隔板围带汽封均有不同程度磨损，且汽封齿局部有脱落变形现象，机组运行中轴封系统漏汽量大， 大量蒸汽窜入轴承油箱中， 使油中带水， 密封油中水份大，造成氢气品质不合格，通过补、排氢来满足氢气品质要求，每月使用板框式滤油机和真空滤油机结合滤油排除油中水份，造成大量人力、物力的浪费。 　　随着运行时间的加长，根据机组运行工况分析，张掖电厂#1、#2汽轮机高中压缸前轴封磨损严重，漏汽较大，且内缸中分面存在变形现象，导致通流部分径向汽封磨损，蒸汽泄漏量增大，使汽轮机的热力性能下降，据西安热工院对#1机组的热力性能试验，试验报告结果为：在300MW工况下，机组热耗为8092 KJ/kW.h，与机组设计7857KJ/（kw.h）相比，热耗变化235 KJ/kW.h；其中高压缸通流效率为79.83%低于设计值5.07%；中压缸通流效率为90.92%，低于设计值1.34%。，蒸汽密封系统密封效果不佳。 　　汽轮机通流密封除基本结构外通常受密封形式和密封间隙影响十分直接。完善和改进传统汽封的结构和密封形式，是弥补缸效的重要措施之一。机组的蒸汽密封元件都是传统的梳齿汽封，根据目前汽轮机蒸汽密封系统的发展趋势，理应对传统的梳齿汽封进行改造，改造成蜂窝汽封。同理中间汽封以及所有轴端汽封也应该彻底改造。尤其是低压轴端密封直接影响机组真空，如果改造成蜂窝汽封和触及结构的蜂窝汽封（触及结构为推荐形式），会使机组的真空严密性大大提高。 　　2 改造方案 　　（1）蜂窝汽封基本结构：WZFW-蜂窝式汽封是由0.05-0.10mm厚的哈斯特镍基耐高温合金防锈金属薄板（Hastelloy-x）制成像蜜蜂巢一样的正六边形孔状结构。采用真空钎焊技术将蜂窝孔带焊接在汽封环母体上而形成FW-蜂窝式密封。 　　各部位材料：环体：15CrMoA； 蜂窝带： Hastelloy-x 　　（2）采用蜂窝式汽封的优点： 　　①由于蜂窝式汽封的特殊结构模式和质地软的材质性能，所以蜂窝汽封在运行使用中不会伤及所接触的轴颈表面。 　　②蜂窝汽封的安装间隙可以设计成比机组安装导则规定的标准间隙的下限还要小的数值，当过临界转速时，在较小的间隙下汽封与转子即使有小的摩擦，由于蜂窝汽封与转子是面接触，作用在蜂窝带上的力比作用在传统梳齿汽封齿尖上的力就小的多，同时，接触面积大，受力稍大时，蜂窝汽封会随着力向后退，因为正常的汽封在汽封套体内在弹簧力的作用下有2.0mm―3.0 mm的安全退让值，在通过临界转速的瞬间，蜂窝带不会被磨掉，故运行中尽管经过多次的启停也能够长久保持良好的密封间隙，密封效果具有稳定性、长久性。 　　③蒸汽进入蜂窝