新型汽封应用的经济性和时效性

程贵兵，李明，徐曙，蒋北华

(湖南省电力公司科学研究院，长沙市，410007)

0 引言

近几年来，湖南省内诸多汽轮机组围绕揭缸提效开展了大量技改工作，其中最主要的工作是汽封改造。从2008年开始，连续3年每年均有10台左右的汽轮机进行汽封改造，新型汽封(如布莱登、蜂窝、刷式、接触式等)在汽轮机通流上得到应用，不同形式汽封改造后的效果和已进行新型汽封改造的机组的运行状况，值得分析和总结。通过收集各机组的改造信息、机组改造前后的热力性能评估试验、大修后首次开机状况等，全面地分析、总结新型汽封的改造成果，以进一步优化汽封间隙调整和更好地保持改造效果，达到将汽封技术改造效果发挥到最佳的目的。

1 各厂汽封改造基本方案

各厂揭缸检修思路基本一致，大体思路是:检查各通流部件，处理通流部件的异常状况，如清理通流部件积盐、积垢等;对传统汽封进行改造;对已完成汽封改造的机组，检查新型汽封运行1～2年后的状况，进一步优化汽封间隙。在汽封的类型方面，各厂不尽相同，本文选用有代表性的4台机组的改造方案进行介绍，具体见表1～4。

2 揭缸检修过程中通流部分存在的问题及解决方案

2.1 解体过程中汽封状况

(1)无论是新型布莱登、蜂窝汽封，还是传统的梳齿汽封，基本没有发生大的碰摩现象，但有一些个别问题，如1台机组中压末级围带因运行中叶片部分甩出，造成叶顶围带与叶顶蜂窝汽封相摩擦，致使出现叶顶围带摩穿现象，但这与汽封结构无关。

表1 A电厂3号机组改造方案Tab.1 Renovation of unit 3 for plant A

表2 B电厂2号机组改造方案Tab.2 Renovation of unit 2 for plant B

表3 C电厂2号机组改造方案Tab.3 Renovation of unit 2 for plant C

表4 D电厂1号机组改造方案Tab.4 Renovation of unit 1 for plant D

(2)经过改造的蜂窝、布莱登汽封经过1～2年运行，均未发现异常状况，汽封总体状况良好。有少量蜂窝汽封蜂窝眼里沾有异物，仅有1台机组布莱登汽封出现一级弹簧断裂现象。

2.2 存在的主要问题

(1)叶片、静叶上积盐和结垢严重。从大修后转子外观检查看，叶片普遍存在积盐和结垢现象，部分转子低压末级叶片有汽蚀现象，对于配置直流锅炉机组，积盐、积垢、汽蚀现象均较汽包炉严重。

(2)汽缸变形。几台机组出现了汽缸变形，扣空缸时中分面间隙超标，情况严重的如B电厂2号机组高中压内缸，内缸变形量大，现场无法处理，只得返回制造厂处理。

3 揭缸检修后首次开机机组振动状况及分析

检修过程中，各厂均按照厂家标准下限值进行了调整，针对各厂总体调小汽封间隙以及大修现场发现的通流部分具体问题，各厂制定了相应开机振动控制方案。一方面，既要确保开机顺利，另一方面，又要保证不发生大的振动造成对汽封的破坏。机组进行新型汽封改造引起开机过程中的振动问题，国内相关文献论述参见文献［1-4］。从湖南省2010年改造后开机统计数据看，改造后开机过程中大部分机组(10台机组中有8台)出现了不同程度的碰摩问题。其中C电厂2号机组碰摩问题尤为突出，经过多次反复开机，解决了低压胀差支座轴向碰摩、4瓦油档碰摩、低压刷式汽封碰摩等问题后，机组振动才趋于正常。从机组大修和开机过程来看，以下几方面需要引起足够重视:

(1)机组的汽封间隙一定要仔细调整，一般情况下按照制造厂家的下限值调整间隙从安全方面考虑是有保障的。对于其他的动静间隙，如油档、探头等容易忽视的通流部件的间隙也需要引起足够重视。

(2)改造后首次开机一定要采取逐步提升转速，分阶段稳定的措施，将摩擦振动控制在一定的范围内，既保证转子能磨掉汽封与其轻微接触的部分，又保证避免因急于求成导致严重摩擦损害汽封。

(3)高中压转子摩擦振动容易发生在机组启停、空负荷阶段和布莱登汽封闭合阶段，低压转子摩擦振动容易发生在带负荷阶段。在启动过程中，当摩擦振动处于快速增长或超过了开机方案制定的上限值时，应果断采取打闸停机措施，投入盘车运行。连续盘车一段时间，以消除摩擦引起的转轴临时热弯曲，不得采取降转速暖机等措施，避免摩擦振动由早期过渡到中晚期，导致摩擦振动发散。

(4)要慎重使用接触式、刷式汽封。开机实例证明，这类汽封耐磨性好，消除摩擦振动需要更长的时间。

4 揭缸检修效果评价

评价机组改造前后热经济性一般应通过改造前后热力性能对比试验，机组改造前后试验结果见表5。

表5 揭缸检修前后热耗对比Tab.5 Comparison of heat rate before and after transformation

机组改造前后试验依据GB/T 8117.2—2008《汽轮机热力性能验收试验规程》进行，主流量以进入除氧器的凝结水流量为基准，采用标准孔板测量，在机组检修中将孔板拆下进行检测，对其他温度、压力测点也进行了校核。如果现场具备条件，最好改造前后在凝结水主流量管道上安装高精度流量长颈喷嘴，以保证试验的准确性。

总体来说，汽封改造后机组热耗率明显下降，运行经济性明显改善，机组供电煤耗降低了6～8 g/(kW·h)，汽封改造取得了很好的效果，效果与文献［3-4］基本吻合。

5 结论

(1)机组经过汽封改造后热耗率明显下降，运行经济性明显改善。一般可降低机组热耗150～200 kJ/(kW·h)，降低供电煤耗6～8 g/(kW·h)，在投入不大的情况下取得的效益是可观的。近2年湖南省的供电煤耗指标大幅度改善，与各厂大力推广汽轮机汽封改造工作密不可分。

(2)汽封改造后大修开机发生摩擦振动是正常现象，需要认真对待摩擦振动问题。由于汽封间隙调至下限，改造后首次开机多数机组发生了摩擦振动问题，要制定合理的方案和措施来消除摩擦振动，保证机组安全启动。

(3)经过改造的汽封，从安全运行角度讲是有保障的。从各厂大修检查情况看，已完成汽封改造的机组经过1～2年运行后，汽封基本未发生异常情况。

(4)需要加强水质控制，对配置直流锅炉的水质控制要求更加严格。从2010年机组揭缸检查情况看，动叶、隔板等部套，各机组均不同程度出现了叶片积盐、结垢、锈蚀等问题。要避免这些问题，关键是对水质控制要严格，对于直流锅炉的水质尤其要引起足够重视。

(5)机组运行中需要加强汽温控制，防止汽缸冷热变化过大引起的缸变形。从多台机组发生解体发现汽缸变形情况看，造成汽缸变形原因很多，在运行中需要严格控制主再热汽温。汽缸变形会带来中分面漏汽和改变通流原有的动静间隙，给机组安全和经济运行带来极大的影响。

［1］王家胜，邓彤天，冉景川.某300 MW汽轮机组汽封改造后启动振动故障的排除［J］.热力透平，2010，39(2):134-137.

［2］王双同，王晋权.一台300 MW汽轮发电机组汽封改造后振动故障诊断及处理［J］.江苏电机工程，2009(3):15-17.

［3］王勇，于德超.600 MW 机组汽轮机汽封改造及经济性对比［J］.华电技术，2010，32(5):60-62.

［4］沈发荣，周留坤，王俊，等.新型汽封在国产机组的应用及经济性分析［J］.南方电网技术，2009，3(11):184-186.