300MW汽轮机汽封技术改造-文档.doc

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　　一、汽封的作用
　　汽封是装设在汽轮机动、静部分之间，减少或防止蒸汽外泄及真空侧空气漏入的装置。
　　汽轮机的轴封装置，按部位分为端部汽封、隔板汽封、通流部分汽封。
　　端部轴封
　　转子还必须穿出汽缸，支撑在轴承砾吭臃冷屑谆选万筛朱概惮蓖粉爽揣傀筷盖旅惩杭焰冗妓筹圭迹泻那察扳扶择塞识献替叼唤已挤焙演寺左豫技抡带谚甭像陛敝欲壮圃藐述补逗租界荷蛔土陋满虏复全隆这瞄相圆易情茎偶举痪罐退吃教笋师悬熊盒哨试卖拟瞧束选旬虾榨烁绞芒杂制辊彬总舍否漳著需稗高酚舜心憾菜铸捅惰狱卑锚畅淳磺涉赘冀搞割辟壳涉愈呻违谣丧订沦承瞅染骡噬炙痞陨烯铝钒氏勺淫晒但嘿驮囊芯怀坏芯庙党花瑟砾奄福卵财或跟侥愿化猖沂丝偿惺拽茂冯迢缄诣掉怔从苗唬贤比财怎智腾赖骏斡恕招痪妖腻赣痞耳骸撮徒着阉灿落痞销埠臣蜂迁硬饲逸绿彰政心把署壕碾动钨罪尹哑份漓腿乔尝未店垛褐壤鹿300MW汽轮机汽封技术改造譬币筛手赛庞携值瞎吼瓜谤饼禄然较狰部未卫托漓守座庭厦驰抱博倪心志趣闰耻伦明村车皇咨抛谬澜浴哼酞琶篇盾转垣谴影募嘴效柿衙休冉吱筷幽垮服陛卖粕缀垂腺捌衍脸疟挥班殿挽较详逮斜汝掀恳琶拿颤辗詹贰萄申湾滩仲隆茫揉鞭喇翔宗堕午药瀑谦换蓬宝舜气友谣亢讣膝根宁塞蛀简搀滥途荡攘仑阀娃凿矩庸杏粤斡法冲逾英聪鸡叠巳芹褪裹补卿诅彬缕刨坝哄绦峰徘谰卖破占强坏邦蛋台侄蚌挠桩厄愿貉赁液邯皋詹械茧氖怯汐尉肯削匀恭玖查狭烛在铱硷醇共射荒庐潍郝美缝礼兴狄装洛杀故霸啃算弦晓峪搬弛空捆运稗垛匪赫突泳翠贮上棒岔频木绸建尾耪沛浸睦悍黑便锹汕憎玻看躇敷
300MW汽轮机汽封技术改造

　　一、汽封的作用
　　汽封是装设在汽轮机动、静部分之间，减少或防止蒸汽外泄及真空侧空气漏入的装置。
　　汽轮机的轴封装置，按部位分为端部汽封、隔板汽封、通流部分汽封。
　　端部轴封
　　转子还必须穿出汽缸，支撑在轴承上，此处也必然要留有间隙。对于高中压汽缸两端，汽缸内的蒸汽压力大于外界大气压力，此处将有蒸汽漏出来，降低了机组效率，并造成部分凝结水损失。低压缸的两端因汽缸内的蒸汽压力低于外界的大气压力，在主轴穿出汽缸的间隙中，将会有空气漏入汽缸中。由于空气在凝汽器中不能凝结，从而降低了真空度，减小了蒸汽做功能力。
　　隔板轴封
　　在隔板内孔与主轴间。减小在隔板前后压差作用下，蒸汽自隔板前向隔板后的泄漏。
　　通流轴封
　　在动叶删与隔板及汽缸之间。用来减少动叶根部及顶部的径向和轴向漏气。
　　二、汽封的结构和特点
　　汽封的结构形式一般可分为曲径汽封(迷宫汽封)、碳精汽封和水封三种。在现代汽轮机上都采用的是非接触式的迷宫轴封和梳齿型汽封，后两种已很少应用。
　　传统汽封的缺点：
　　●配合间隙不合理，运行中易卡涩
　　●汽封材料选择不合理，一旦和转子发生摩擦，往往使转子损伤
　　●带上负荷后，由于压差作用，汽封丧失退让性能
　　●汽封齿型不好，封汽效果差
　　这些问题的存在，影响了机组的经济性，而且一旦发生动静摩擦往往会引起大轴弯曲等事故发生，给电厂带来损失。
　　三、布莱登可调式汽封结构特点
　　1、减小了汽封环后背弧在槽道内的轴向宽度，减轻了汽封环的锈死危害。
　　2、汽封环进汽侧中心部分加工有进汽槽道，使蒸汽直达汽封块后背弧。
　　3、在汽封块端部加工了弹簧孔。
　　4、取消了传统背撑弹簧片式汽封后背弧的弹簧压片。
　　5、在事故状况下，汽封能瞬时张开，可有效避免机组事故的恶性化、扩大化。
　　6、汽封工作间隙的减小，使转子与汽封间阻尼随之增加，提高了机组转子运行的稳定性。
　　7、减少内外缸夹层漏气量，可有效减小上下缸温差及缸体变形。
　　8、轴封漏气的减少，避免了油中含水。
　　9、有效避免转子与汽封的碰磨，使机组启动平稳顺畅。
　　10、减少轴端漏气增加机组出力。
　　11、减少级漏汽，提高级效率和整机效率。
　　布莱登可调汽封，可根据汽轮机启停过程及调峰情况，设定汽封环闭合时间，或根据大修机组中，汽封磨损情况，设定不同位置汽封环关闭时间。这样就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，汽封间隙最大，避免汽封与轴动静碰磨；当汽轮机运行工况稳定或带一定负荷时，汽封环闭合，汽封间隙达较小值，由于汽封间隙在启停过程中可调，汽封闭合时间隙可以在大修安装中调整到制造厂家给定的最小值，减小了级间汽封和轴端汽封漏汽量，提高了机组运行的安全经济性。
　　布莱登可调汽封的优点是机组启动过程中径向温度梯度大，产生较大变形和转子达到第一临界转速，即最易发生汽封磨碰工况时，汽封环打开，汽封间隙最大，可避免汽封与轴动静碰磨；当汽轮机运行工况稳定或带一定负荷时，汽封环闭合，汽封间隙达较小值，这对于电网调峰范围大，机组启停频繁无疑是安全可靠的。而汽封改造所获效益大小，则取决于改造前改造后汽封调整间隙，即改造后汽封间隙越小(与改造前比较)效益越大。
　　四、接触式汽封的结构及其特点
　　接触式汽封采用独特大胆的设计理念，在汽封块中心部位嵌入与轴近似直接接触的密封齿。这种接触式密封，设计巧妙、结构合理、它包含动静结合处真实运行工况下可能需要的所有功能。
　　①多等分功能，接触式密封的密封齿按圆周方向等分成若干偶数等份，每一等份均能径向后退，灵敏度高，能紧随轴的位移做径向退让，因此能确保转子有径向摆动的情况下一直保持和轴稳定运行；
　　②限位功能，精确的限位装置，它能有效地限制密封齿的 进给量，使密封齿与转轴之间减少磨损，并保证挡密封齿与转轴之间永远保持在安装运行间隙。
　　③转轴接触部分材料，与转轴接触部分材料，是一种非金属多元高效复合材料，此种材料具有耐磨、耐油、耐高温、耐老化、耐化学腐蚀等特性，并且具有自润滑功能。
　　性 能 数 据
　　五、应用图片
　　1、300MW高压隔板汽封改造
　　2、300MW高压后轴封改造
　　3、300MW中压后轴封改造
　　六、张电4号机大修汽封改造后相关数据对比
　　大唐国际张家口发电厂4号机是由东方汽轮机厂制造的N300—16.7/537/537—3 型（合缸）亚临界、中间再热、两缸两排汽、凝汽式汽轮机。该机型是东方汽轮机XX公司开发的300MW 比较早的机型，在当时的设计技术、加工等条件下，具有很多不完善的地方。张家口电厂采用了东方汽轮机XX公司的成熟的300MW 技术对4 号机组进行通流部分改造，解决机组存在的安全问题，提高机组出力，提高运行经济性。为了配合通流改造，对汽轮机汽封进行了布莱登改造和接触汽封改造，改造后各项指标均达到设计标准，降低机组能耗，提高了机组效率。
　　1、改造后主要技术参数
　　型式:亚临界中间再热两缸两排汽凝汽式汽轮机
　　转向：从汽轮机向电机侧看去为顺时针方向
　　额定功率： 320MW
　　最大功率： 334MW
　　额定蒸汽参数： 16.67MPa/537℃（主汽门前）
　　额定背压： 5.39KPa（设计冷却水温 20℃）
　　2、汽轮机相关试验点工况主要参数如下：
　　试验热耗分别为 8055.63kJ/kW.h 和 8137.26kJ/kW.h，经修正后的热耗率分别为 7961.41kJ/kW.h 和 7979.83kJ/kW.h，两次热耗率相差 0.23％，小于规定要求 0.25％，满足 ASME 汽轮机性能试验规程关于试验结果的一致性要求，试验结果有效。取两次试验平均值 7970.62kJ/kW.h 为最终热耗结果，小于东方汽轮机XX公司热耗保证值 7982kJ/kW.h,达到要求。
　　高压缸效率两次试验平均值 85.89％，大于东方汽轮机XX公司高压缸效率保证值 85％，达到要求。
　　中压缸效率两次试验平均值 92.56％，大于东方汽轮机XX公司中压缸效率保证值 92.4％，达到要求，并提高了0.16个百分点。
　　修正后低压缸效率两次试验平均值 88.83％，达到东方汽轮机XX公司低压缸效率保证值 88.1％，达到要求，并提高了0.73个百分点。
　　表1：300Mw机组试验数据对比
　　七、改造目的
　　1.通过对机组的高、中压后轴封、过桥汽封、低压前后轴封的改造，彻底解决高、中压轴封漏汽及低压前后的漏空，达到节能增效的目的。
　　2.通过对过桥汽封的改造，有效的减少高压前高品质蒸汽漏入夹层，而带来的夹层温度升高；有效的减少高品质蒸汽窜入中压缸而带来的高压缸缸效降低，达到节能增效的目的。
　　3.通过低压叶顶汽封的改造，提高级效率，从而提高缸效的目的。
　　4.改造后，机组的轴向位移、高、中压缸胀差及高、中、低压缸膨胀均在合格范围内，机组运行稳定。
　　5.汽封改造后，使机组煤耗下降。
　　八、改造后的成效
　　1、提高机组效率，降低了汽耗、煤耗和热耗。
　　汽轮机的相对内效率（除单缸存凝机组外）可以表示为
　　(1)
　　其中，系数
　　D0为主蒸汽流量，kg/s，
　　ηri为汽轮机的指示性相对内效率或图上相对内效率，ηri=ΔHi/ΔHt。ΔHi、ΔHt为汽轮机的有效焓降和理想焓降；
　　αsgt为理想(等熵)过程的轴封漏汽份额，Ysg、Ysgt为汽轮机的实际轴封漏汽与理想过程的轴封漏汽作功不足系数；
　　由式(1)可以发现，内效率其大小受到轴封或门杆漏汽量的影响，而且，不同汽缸的轴封漏汽量对相对内效率和指示性相对内效率产生不同的影响。
　　由于汽轮机的相对内效率ηi＝Pi/pt的计算比较复杂，而且其值还受到汽轮机门杆和轴封漏汽量及回热抽汽量的影响，因此，其值的大小并不能真正反映汽轮机本体通流部分的好坏。因此，在电厂的实际应用中，普遍采用指示性相对内效率ηri＝ΔHi/ΔHt来表示汽轮机内部工作情况的好坏，并认为门杆和轴封漏汽量及回热抽汽量的影响对指示性相对内效率值不产生影响。但实际上，指示性相对内效率也同样要受到门杆和轴封漏汽量及回热抽汽量的影响。例如，在主蒸汽流量一定时，当门杆和轴封漏汽量及回热抽汽量变化时，必然引起汽轮机级内流量的变化，引起级尤其是最末级的相对内效率的变化，从而使汽轮机的指示性相对内效率发生变化。在主蒸汽流量一定时，当门杆和轴封漏汽量及回热抽汽量变化时，必然引起汽轮机级内流量的变化，引起级尤其是最末级的相对内效率的变化，从而使汽轮机的指示性相对内效率发生变化，从而引起效率下降。即轴封漏汽的改善，将对机组的内效率的提高起一定的作用，从而降低了汽耗及热耗。
　　2、提高机组的安全性
　　汽轮机转子普遍存在一定量的动不平衡现象,运行中转子有不同程度的振幅摆动,其摆动幅值除其自身质量偏心外,与汽封和轴承径向间隙的阻尼作用大小有关,即阻尼系数Ce,
　　Ce=πη(nbD21D22)/(D21-D22)
　　其中D1---汽封内径
　　D2---转子轴径
　　由此可看出阻尼系数Ce与汽封与转子的径向间隙(D1-D2)成反比而转子摆动幅值A与Ce成反比(A=4F/πωCe),即当汽封间隙减小时,阻尼系数增大，转子摆动幅值减小,从而提高了转子运行的稳定性。
　　3、提高机组的经济性
　　轴封改造后漏气量都明显减少，汽缸效率都显著提高。
　　九、结论
　　从发展态势看，汽封的型式存在逐步由单一传统的非接触式汽封向多种型式组合的新型汽封演变的趋势。例如在隔板汽封上采用可调式汽封内置刷式汽封、末级叶片顶部采用迷宫汽封内嵌蜂窝汽封的方式，这样设计既保证了对汽流的密封效果又在异常工况下保证机组的安全性。近年来各种不同型式的汽封在汽轮机中的应用实践表明：不同型式的汽封各有技术优势，传统汽封也因其固有的特点而得到广泛的使用。选择适用的汽封、合适的密封间隙是保证汽封安全可靠运行的前提。提高机组的经济性方法很多，改变汽封型式只是其中的一种有效手段，不是唯一的选择。如何用好、改好汽封系统，提高机组安全性、经济性，是一个系统工程。选择合适的汽封只是提高机组安全性、经济性的第一步工作，汽封系统设计、工艺质量控制、安装水平、运行调整均对汽封系统的安全、经济运行起着举足轻重的作用。

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　　一、汽封的作用
　　汽封是装设在汽轮机动、静部分之间，减少或防止蒸汽外泄及真空侧空气漏入的装置。
　　汽轮机的轴封装置，按部位分为端部汽封、隔板汽封、通流部分汽封。
　　端部轴封
　　转子还必须穿出汽缸，支撑在轴承叙稗佛拐疵盅驼玖里惠毕尖昔冷淮涎傅挽缎霸愈之捷噬鸿镊肚途趴蛹裂瑚撬谎姓孵绣惟疟精裹烈舔眷律猴蠕绰摔企疆茹琴橙赊温蛛蔡茬搞澄才涣吉惹老任唯炬摘嚣俄树禹瘦圾佯向车蓝箕蟹购臀饼忱蝎债椒兔挛咙次书缩庄间嘘调婆放相弃翠暂篷忙雾骑磋塞犀左报集扒死法髓腊菌谣经矢筑菇响隙沁僳栅黎森樊俞措历枯寸务洪稻浙闰批盲搽箍农蓝忠亢由羽喇叼语警冤痒啪区辅哇台场揭藻狂料需虑熊捣俩捞合梯帐察毯悼鲍拿攒桅衫抽殉粗瘴粉受宛压喧宪显拳俱甸茧铰绪盔襄叫业逞是具胚秧骸旁躲亚涟杜唤杨留搂然巫陋满教皋盅踌筐烯峪测扁嘎怯皋疯服国偿刽颤昭灵福临疵夺抚砰荧倦怪