汽轮机汽封改造

杨

（阳煤集团，山西 阳泉 045000）

1 改造前现状

电厂汽轮机所采用的是迷宫梳齿密封，在使用过程中，经常出现由于运行工况变化后，不能及时调整汽封，造成前汽封泄漏，部分蒸气进入油中，严重影响到了汽轮机的安全稳定运行。另外，汽轮机后轴封在日常运行过程中，通过氦气检查发现也有泄漏点，即后轴封作为常规的斜齿汽封，在运行中间隙发生变化，无法密封漏入的空气，造成机组真空偏低，并伴有真空波动。为彻底解决这一问题，利用王常春接触式蜂窝汽封的特点，对汽轮机前后轴封进行改造，从而提高密封的可靠性，以达到提高机组热效率，降低能耗的目的。

2 迷宫梳齿密封与王常春接触式蜂窝汽封的优缺点

2.1 迷宫梳齿密封

迷宫梳齿密封是通过齿的多级节流作用，减少汽（气）体沿轴向泄漏。通过设计合理的密封间隙，能够达到一定的密封效果。但由于迷宫梳齿密封结构具有一定的弊端，即动静碰磨时静向间隙无法补偿，汽封齿与主轴碰磨后极易造成大轴弯曲事故，故设计间隙控制范围往往较大，实际检修安装时，由于担心动静摩擦，实际间隙往往靠近设计的高限，造成泄漏量增大，容易导致油中进水，滑销系统卡涩等不良后果。

2.2 王常春接触式蜂窝汽封

2.2.1 接触式汽封结构特点

在汽封体中心部位嵌入与轴（套）直接接触的汽封齿。

（1）与转轴接触部分的接触齿材料，是一种自行开发研制的非金属多元复合材料，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。它能直接和转轴接触，同时由于精密的限位装置的作用，对转轴的压力受到力学链的控制，因此不会引起转轴发热，磨轴现象，也不会引起轴系振动，能保持和轴始终接触而稳定运行，确保密封效果。

（2）汽封齿能够直接与轴（套）接触，达到无间隙运行，全面起到阻流作用，调整至常规汽封齿无法达到的0～0.20 mm。对此即能大大减小缸内各漏点的漏汽量，减少能源的损失,使机组的效率有显著提高。

（3）接触汽封齿背部设有单独的弹簧压力定位系统，具有自动跟踪转轴，尤其是汽轮机启停时，实现自动跟踪，自动补偿，实现无间隙运动。

2.2.2 蜂窝式汽封结构特点

蜂窝汽封密封原理：当汽流通过高齿进入蜂窝带时，气流在压力的作用下进入蜂窝汽室，气流在六角形汽室中形成蜗旋，使气流由水平方向改变为向下的垂直方向，进而借助气流压力形成一道汽墙，并形成一道汽密封，达到阻流、扰流的作用。蜂窝结构特点：

（1）蜂窝带与汽封圈是利用高温真空钎焊焊在一起，焊接牢固永不脱落，可以保证长期在汽轮机高温区安全运行。

（2）蜂窝带中的蜂窝网格对气流中的水份具有结露作用。

2.2.3 王常春接触蜂窝汽封

通过采用接触式与蜂窝的配合使用，通过接触齿使得汽流在流过时大量受阻，使得汽流强行挤入蜂窝巢穴内，使蜂窝最大效力地发挥了作用——减压、形成汽墙。

3 改造情况

根据王常春接触式蜂窝汽封的特点，并且在不改变原汽封的相对位置及外形尺寸的基础上进行改造。改造方案如下：

（1）对前汽封改造3圈，分别从里数第11圈、13圈、15圈，结构为接触式蜂窝汽封。结构简图见图1。

图1 前汽封改造了圈的结构简图

（2）后轴封改造4圈，结构为接触式汽封。结构简图见图2。

图2 后轴封改造4圈的结构简图

4 改造后效果对比

从王常春接触式蜂窝汽封的结构原理、改造后的间隙变化，以及通过对改造机组跟踪观察，可以说明，汽封在改造后取得了以下效果：

4.1 提高了密封的可靠性

王常春接触式蜂窝汽封的接触齿与转子轴面密封间隙值相对较小，其最小间隙可调整到接近为0间隙，比原汽封密封间隙值减少0.3～0.6 mm，从而提高了密封的可靠性，改善了机组的运行工况。

4.2 提高了机组的热效率，降低能耗

因接触齿具有轻巧、退让灵活、耐高温等特点，所以有效的使机组在安全运行的基础上缩小了径向密封间隙，实践证明压力区轴封间隙每减小0.1 mm，轴封漏汽量就会减少1～1.5 t/h。对此在轴封每段尽量设有接触式汽封，从而阻汽降压，达到表面无漏汽，提高机组效率，降低能耗。实践也证明，改造后在同等的负荷和环境温度下，真空提高了2 kPa。