汽轮机汽封改造的节能效果分析

王劭刚

（大唐阳城发电有限责任公司山西省晋城市048102）

摘要：当前随着科学技术的不断进步和发展，汽轮机的设计和制造技术也得到了较快进步和改善。中国的汽轮机制造技术和水平在世界范围内已经处于一个较高水平，因此，我国目前的汽轮机制造使用已经不能局限于技术水平的突破，更应该得到重视的就是它的节能使用。本文我们就要针对汽轮机汽封改造的节能效果进行一个全面的分析。

关键词：汽轮机制造；汽轮机汽封改造；节能效果分析

目前在役的300MW、600MW汽轮机组大部分还都是梳齿式结构，近几年我国不断引进国外的先进技术和先进设备，也掌握了较多发达国家的汽封结构式技术。虽然汽封的结构和样式多种多样，但是设计者的最终目的却不尽相同，都是想通过增加汽封的阻力和汽封齿数量来加强汽封改造后的密封效果。汽封的改造和设计都是为了能够提高使用的效率和汽封的密闭程度，而且设计者们都尽可能去提高汽封改造后的节能效果。下面我们就来简短的探讨一下汽轮机汽封改造的节能效果。

一、汽封具体含义和作用

汽封，顾名思义，是装设在汽轮机动、静部分之间，用来减少或防止蒸汽外泄及真空侧空气漏入的一个机械装置。汽轮机的内部构造中大致由静子和转子两大部分组成。在机器处于工作状态时转子始终处于高速旋转状态下，静子却是相对固定的，因此转子和静子之间必须要时刻保持一定的安全距离，也就是间隙，这样做的目的就是保证两者之间能够不相互摩擦、相互作用。蒸汽压力通过汽轮机的各个环节时，不管是压力还是温度上都会有所下降，在隔板两侧存在着压差。再来说高压汽缸两端和中压汽缸的前端，在这时汽缸内的蒸汽压力是绝对大于外界大气中的压力的，这时如果有蒸汽泄露出来，就会影响甚至降低机组效率，不仅如此，还会造成一部分的凝结水流失，这对汽封的工作是得不偿失的，这也就是为什么我们会大谈汽轮机的汽封改造，为什么要想尽办法提高汽封的工作效率、节能减排的原因了。这就是汽封的大体含义和工作原理，有了一个简单的了解以后，下面我们就来深入探讨一下其中的奥秘，对汽轮机的汽封改造有一个更加全面和透彻的了解。

二、采用新型汽封改造的必要性分析

科技越发达，出现的问题也就越多，在影响汽轮机效率的问题中，有很多因素是制约汽轮机效率提高的，比如说，隔板汽封和轴之间泄漏、结垢、腐蚀等最常见的问题。传统的汽封形式在机组工作的启动过程中，会由于种种因素而使汽封齿轮与转子之间的缝隙变小，加大之间的摩擦和损耗，久而久之，就会导致汽封永久性磨损严重，空隙变大，通过修复可以使问题得到缓解，但是经过一段时间的使用过后，又会恢复到磨损严重的现象，这是传统形式下汽封组工作后产生的弊病。所以要想有效解决此类问题以及其他方面的问题，引进新型汽封就显得尤为重要和关键，这也就是为什么引进和采用新型汽封改造非常有必要的原因。

当前新形式的汽封有：布莱登汽封、接触式汽封、侧齿式汽封、蜂窝汽封、梳齿汽封等，但不同形式的汽封所使用在汽轮机的位置也不相同，相应的位置使用合适的汽封能够起到很好的密封效果，例如蜂窝汽封就适合在低压缸的隔板、围带位置使用，接触式汽封适合在轴端汽封上使用。

三、汽封改造的技术原理

汽封改造的技术原理是机组在任何状态下选取的汽封轴向、径向间隙均能满足汽轮机动、静部分不发生摩擦为原则，选取最小的径向汽封间隙，这一间隙值可以根据运转状态下转子和汽缸的热膨胀值计算、隔板挠曲计算和汽轮机气筒时最大温差所引起的膨胀值估算求出，也可参照汽轮机运行经验决定，一般轴向间隙的布置趋势由推力轴承往后逐渐增大。目前为了提高大容量汽轮机组的启停心梗，缩短启停机组的时间，大多采用放大通流部分和汽封轴向间隙，保持较小的汽封径向间隙，叶根部分设置径向式汽封等设计方案。

机组在检修期间对汽封间隙进行调整时，不可选取将汽封径向间隙调整至小于设计值下限0.10-0.20mm，多个厂发生过在机组大修时对高中压缸汽封径向间隙调整偏小，导致机组启动时振动大无法安全正常启动的问题，且在机组启动时振动值达到跳机值后对汽封径向间隙磨损严重，经过磨损后汽封间隙也达不到理想的最小值。

四、机组汽封改造方案

由于汽轮机汽封的样式和种类是多种多样极为丰富的，在此我们就不一一赘述了。下面我们就来以600MW的汽封改造为例，来谈一下机组汽封的改造方案。

某电厂的600MW机组能耗指标超标，所以要对此进行优化升级，并对汽轮机汽封进行一系列改造和调整。采用新形式的布莱登汽封和接触式汽封能够使汽轮机运作起来的汽封齿间隙变小且减少消耗，新型汽封的优势在于能够保证较小的汽封径向间隙。传统梳齿汽封间隙大多为0.45-0.55mm，经过汽封改造调整，可以将汽封间隙的距离最小调整为0.15-0.20mm，这样不仅减小了汽封径向间隙，减少了汽封齿的磨损，能够达到降低机组煤耗水平的目的。

五、汽轮机汽封前后效果对比

汽轮机在进行汽封改造之前，也就是传统汽轮机汽封工作中会由于种种因素而使汽封齿与转子之间的缝隙变小，加大之间的摩擦和损耗，久而久之，就会导致汽封永久性磨损严重，空隙变大。这时，经过汽封改造之后的汽轮机，会逐渐减小汽封环后背弧位于槽道内的轴向宽度和直径，这就减轻了汽封内部零部件的腐蚀进度。当汽封环进汽侧的核心部分会有进气槽，让蒸汽挥发压力直接到达汽封块的后背弧位置。当我们撤除传统背撑式的弹簧片式汽封后背弧的弹簧压片，能够调节压力的汽封改造完全可以根据汽轮机启动和停止的过程以及调高潮低谷状态来具体情况具体设定汽封环闭合时间，当然，我们也可以根据在对汽轮机的修理过程中，根据汽封磨损的具体情况，在不同的位置设定不同汽封环关闭时间。这样不仅可以使汽轮机启停过临界转速，启动温度梯度最大时，汽封环离开汽轮机轴打开，更能够使汽封间隙达到最大，极大限度地避免了汽封与轴动静的碰撞和摩擦；当汽轮机运行处于相对稳定或超微负荷状态之下，汽封环就会马上闭合，这时汽封间隙就会取得较小值，众所周知，汽封间隙在机组停止工作时是可以调整的，因此汽封闭合的状态中间隙能够在修理和安装的过程中调整到机器设定的最小数，这样就能够起到减小级间汽封和轴端汽封漏汽量的作用，也能够很好提高机组运行的安全效益和经济效益。并且其中最大的优势就是在于减少了功能消耗，起到了节能减排的作用。

结论：

针对我国目前的汽轮机汽封改造技术而言，自主研制和发展汽封改造方式和新兴种类已经不是问题，但是要格外注意的就是在汽封改造的同时必须兼顾汽轮机汽封改造后的节能效果和安全稳定运行，在新世纪，全球的发展方向已不仅仅是局限于经济的发展和社会的进步，一项优秀的汽轮机汽封改造成果必须要建立在环保和降低能耗的基础之上。相信在不久的将来，我国汽轮机的汽封改造又会迈上一个新的台阶，而且以我国的科学技术水平而言，研究出更为节约节能的汽轮机汽封改造技术指日可待。由于汽封改造的机组详细测量汽封改造效果的干扰因素很多，在汽封改造的方向上还需要大量的实践运行经验和考证，采集更多的运行数据来分析各种形式的汽封的节能效果情况，在设计汽封的同时也要考虑相应的能耗测量手段，确保汽封设计能够不走弯路，一直向高水平发展。

参考文献：

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