汽机高压缸后轴封漏汽处理

时永兴

（华电江苏能源有限公司句容发电厂，江苏镇江212400）



汽机高压缸后轴封漏汽处理

时永兴

（华电江苏能源有限公司句容发电厂，江苏镇江212400）

摘要：某电厂#2机组高压缸后轴封出现漏汽量过大现象，不仅影响了机组的热效率，而且轴封漏汽沿轴向窜入轴承座油室，造成了主机润滑油含水偏大。要彻底解决轴封漏汽大的问题，必须进行高压缸解体检修，调整汽封位置。由于原汽轮机厂高压缸的大修周期一般为10年，对于现投产才2年的机组，不具备高压缸解体检修条件。通过对轴封结构的研究，明确了结构部件的作用与工作原理，某厂进行了外部技术改造。实施技术改造后，通过对轴封漏汽以及主机润滑油含水对比发现，两者均有明显改善，说明该技术改造方案是可行性，通过技术改造的实施及时消除了缺陷，保证了机组安全运行。

关键词：发电厂； 轴封； 外挡汽封； 水分

0　引言

由于汽轮机主轴必须从汽缸内穿出，因此主轴与汽缸之间必须留有一定的径向间隙，且汽缸内蒸汽压力与外界大气压力不等，就必然会使汽轮机内的高压蒸汽通过间隙向外漏出，造成工质损失，恶化运行环境，还可能加热轴颈或冲进轴承室使润滑油质恶化；或者是外界空气漏入低压端破坏真空，从而增大抽汽设备的负荷，降低机组效率。为了防止或减少这种现象，在转子穿过汽缸两端处都装有汽封，这种汽封称为轴端汽封，简称轴封。

某发电厂一期工程2×1000MW机组，汽轮机型号为N1000-27/600/600，为超超临界一次再热、单轴、四缸四排汽凝汽式汽轮机。

其中#2机组在2013年11月投产后发现高压缸后轴封漏汽量大，据计算每天的额外损失的高参数蒸汽量在20t左右，经检查轴封供汽压力正常，轴封回汽管路均无阻塞异常现象，采取轴封回汽管路改造无明显改善。在机组调停时针对高压缸后轴封径向汽封间隙进行测量，发现上下汽封间隙超标，上间隙1.15mm、下间隙1.05mm、左间隙0.8mm、右径向0.85mm，正常径向间隙范围为0.6~0.8mm。由于原汽轮机厂高压缸解体大修周期为10年，无解体更换汽封条件。因此制定了临时技术改造方案，在机组大修时，对高压缸后轴封进行了技术性改造：在高压缸外侧加装高压缸后轴封外挡汽封，成功解决了高压缸后轴封漏汽大问题。

1　原因分析

1.1高压缸后轴封系统结构及其原理

高压缸后轴封系统主要由高低齿汽封、汽封腔室、回汽管道、回汽蝶阀等组成，其高低齿汽封装置结构如图1所示，由多组高低齿汽封镶嵌在高压内缸“T”形槽上，形成高压缸轴向密封。当蒸汽经过汽封齿节流后进入按照迷宫原理设计的汽封腔室中，将压能转换成动能，随后动能湍流耗散，以实现汽封间的压力梯度。

1.2高压缸后轴封漏汽量大原因分析

高压缸后轴封漏汽缺陷，由于轴封供汽压力严格遵循原汽轮机厂家调试标准，且轴封供汽管路以及阀门均已检查，所以排除轴封供汽方面引起的原因，分析其他原因有以下几种情况：

（1）高压缸后汽封安装不当，造成汽封嵌入“T”形槽时发生汽封组变形，使得汽封间隙高于标准值。

（2）高压缸后轴封组件膨胀受阻，汽封间隙异常，存在汽封腔室短路现象，造成末端轴封腔室压力高于设计值。

（3）高压转子轴心与汽封中心存在偏心，使汽封间隙存在局部偏差，局部汽封间隙超标。

（4）机组启停时由于轴封汽外供蒸汽参数不稳定，导致轴颈与汽封齿膨胀不一致，引起些许碰磨，导致汽封间隙超标。

2　处理方案

由于受原汽轮机厂家大修周期特性的约束，加之现场并不具备高压缸后轴封检修条件，所以排除更换高压缸后轴封汽封齿的方案，做出加装高压缸后轴封外挡汽封方案。

（1）确定外挡汽封的基本形状以及汽封定位点、汽封径向密封槽、汽封装配方式、汽封回汽腔室，如图2所示。密封环通过螺栓连接，与高压外缸紧密连接；螺栓孔定位尺寸与高压外缸进行匹配；密封环采用左右两半，现场进行拼装；定位螺栓规格为12-M30。

（2）在机组冷态时对高压缸缸体螺纹、定位槽、定位孔和钻子等尺寸与高压缸图纸进行校核，并在机组热态时再次检查螺纹、定位槽、定位孔和钻子等情况，对比测量数据，观察是否因热运行造成较大形变。

（3）选取密封环厚度，考虑到机组热膨胀及差胀因素，调阀端端部汽封距离机组死点较远，应考虑机组实际运行（如启动、带负荷、停机等）过程中各设备热膨胀因素，以避免密封环与其它设备之间的干涉。目前高压外缸端部距#1轴承油封的轴向间距为65mm；高压缸调阀端猫爪与#1轴承座之间最小轴向间距为40mm；因此，密封环的轴向宽度最大不能超过25mm。

（4）根据现场测定的数据进行产品设计及加工，定位孔尺寸根据现场测定数据加工汽封挡板。如图3所示。

（5）在机组停机时，现场安装半成品，定位孔位置找正，通过盘车确定钻子中心并测定钻子直径。汽封挡板内圆镶汽封齿根据测定嵌入汽封径向密封条，找准定位孔，进行装配，手动盘动钻子，检查是否有卡涉以及不对中现象。

（6）在汽封开钻长度为50mm，直径为φ8mm的弧形汽封回汽腔室，并焊接两路管道延伸汇入高压缸后轴封外挡汽封回汽母管。

（7）高压缸后轴封外挡汽封回汽母管分两路，一根支管接至机组轴加风机进口管道，另一根支管接至一台新增的轴抽风机，直接接至辅汽疏水扩容器，保障了外挡汽封回汽的通畅。

在高压缸后轴封外挡汽封安装完毕后，在冷态对外挡汽封间隙进行测量，得出圆周上下左右四个测量点位汽封间隙均在0.3mm以内。在机组启动运行后，观察高压缸后轴封漏汽量明显降低，现机组每天额外泄漏量从20t降低至5t。主机润滑油含水合格。

3　结语

通过上述的分析以及经过本次对高压缸后轴封外挡汽封的改造工作，作者认为在1000MW同类型机组发生轴封漏汽量大时，可以借鉴本次加装外挡汽封的改造方案。

参考文献：

[1]王殿武.汽轮机设备检修[M].1版.北京：中国电力出版社，2005.

[2]钱海平.火力发电技术的发展方向和设计优化[J].浙江电力，2006，25 （3）：23~26.

修回日期：2016-03-25

DOI：10.3969/J.ISSN.2095-3429.2016.02.007

中图分类号：TM621

文献标识码：B

文章编号：2095-3429（2016）02-0030-03

作者简介：时永兴（1972-），男，江苏常州人，本科，工程师，主要从事汽轮机专业运行、检修、改造方面的技术管理工作。

收稿日期：2016-01-12

Solution of Steam Turbine High Pressure Steam Seal Leakage

SHI Yong-xing
（Jiangsu Huadian Energy Company Ltd Jurong Power Plant，Zhenjiang 212400，China）

Abstract：#2 steam turbine gland steam leakage phenomenon appears too large，This not only seriously affected the civilization of my factory production，and more importantly，leakage phenomenon caused the main engine lubricating oil water become larger.To solve this problem，we have to overhaul the high-pressure cylinder and adjust the seal position.As a result of the overhaul cycle of the high pressure cylinder of the original steam turbine factory is generally 10 years.Unit only for 2 years now，we do not have the high pressure cylinder to disintegrate the maintenance condition.Through the research on the seal structure，the function and working principle of the structural components are defined，we have carried out a external technological transformation.After the implementation of technical transformation，Contrast shaft seal leakage and moisture in host lubricants，both of them have improved.The result shows the transformation program is feasible.Through the implementation of the technological transformation of timely elimination of defects，ensure the safe operation of the unit.

Key words：power plant； steam seal； external steam seal； moisture