楊
(陽煤集團,山西 陽泉 045000)
電廠汽輪機所采用的是迷宮梳齒密封,在使用過程中,經(jīng)常出現(xiàn)由于運行工況變化后,不能及時調(diào)整汽封,造成前汽封泄漏,部分蒸氣進入油中,嚴重影響到了汽輪機的安全穩(wěn)定運行。另外,汽輪機后軸封在日常運行過程中,通過氦氣檢查發(fā)現(xiàn)也有泄漏點,即后軸封作為常規(guī)的斜齒汽封,在運行中間隙發(fā)生變化,無法密封漏入的空氣,造成機組真空偏低,并伴有真空波動。為徹底解決這一問題,利用王常春接觸式蜂窩汽封的特點,對汽輪機前后軸封進行改造,從而提高密封的可靠性,以達到提高機組熱效率,降低能耗的目的。
迷宮梳齒密封是通過齒的多級節(jié)流作用,減少汽(氣)體沿軸向泄漏。通過設(shè)計合理的密封間隙,能夠達到一定的密封效果。但由于迷宮梳齒密封結(jié)構(gòu)具有一定的弊端,即動靜碰磨時靜向間隙無法補償,汽封齒與主軸碰磨后極易造成大軸彎曲事故,故設(shè)計間隙控制范圍往往較大,實際檢修安裝時,由于擔(dān)心動靜摩擦,實際間隙往往靠近設(shè)計的高限,造成泄漏量增大,容易導(dǎo)致油中進水,滑銷系統(tǒng)卡澀等不良后果。
2.2.1 接觸式汽封結(jié)構(gòu)特點
在汽封體中心部位嵌入與軸(套)直接接觸的汽封齒。
(1)與轉(zhuǎn)軸接觸部分的接觸齒材料,是一種自行開發(fā)研制的非金屬多元復(fù)合材料,此種材料具有耐磨、耐油、耐高溫、耐老化、耐化學(xué)腐蝕等特性,并且具有自潤滑功能。它能直接和轉(zhuǎn)軸接觸,同時由于精密的限位裝置的作用,對轉(zhuǎn)軸的壓力受到力學(xué)鏈的控制,因此不會引起轉(zhuǎn)軸發(fā)熱,磨軸現(xiàn)象,也不會引起軸系振動,能保持和軸始終接觸而穩(wěn)定運行,確保密封效果。
(2)汽封齒能夠直接與軸(套)接觸,達到無間隙運行,全面起到阻流作用,調(diào)整至常規(guī)汽封齒無法達到的0~0.20 mm。對此即能大大減小缸內(nèi)各漏點的漏汽量,減少能源的損失,使機組的效率有顯著提高。
(3)接觸汽封齒背部設(shè)有單獨的彈簧壓力定位系統(tǒng),具有自動跟蹤轉(zhuǎn)軸,尤其是汽輪機啟停時,實現(xiàn)自動跟蹤,自動補償,實現(xiàn)無間隙運動。
2.2.2 蜂窩式汽封結(jié)構(gòu)特點
蜂窩汽封密封原理:當(dāng)汽流通過高齒進入蜂窩帶時,氣流在壓力的作用下進入蜂窩汽室,氣流在六角形汽室中形成蝸旋,使氣流由水平方向改變?yōu)橄蛳碌拇怪狈较?,進而借助氣流壓力形成一道汽墻,并形成一道汽密封,達到阻流、擾流的作用。蜂窩結(jié)構(gòu)特點:
(1)蜂窩帶與汽封圈是利用高溫真空釬焊焊在一起,焊接牢固永不脫落,可以保證長期在汽輪機高溫區(qū)安全運行。
(2)蜂窩帶中的蜂窩網(wǎng)格對氣流中的水份具有結(jié)露作用。
2.2.3 王常春接觸蜂窩汽封
通過采用接觸式與蜂窩的配合使用,通過接觸齒使得汽流在流過時大量受阻,使得汽流強行擠入蜂窩巢穴內(nèi),使蜂窩最大效力地發(fā)揮了作用——減壓、形成汽墻。
根據(jù)王常春接觸式蜂窩汽封的特點,并且在不改變原汽封的相對位置及外形尺寸的基礎(chǔ)上進行改造。改造方案如下:
(1)對前汽封改造3圈,分別從里數(shù)第11圈、13圈、15圈,結(jié)構(gòu)為接觸式蜂窩汽封。結(jié)構(gòu)簡圖見圖1。
圖1 前汽封改造了圈的結(jié)構(gòu)簡圖
(2)后軸封改造4圈,結(jié)構(gòu)為接觸式汽封。結(jié)構(gòu)簡圖見圖2。
圖2 后軸封改造4圈的結(jié)構(gòu)簡圖
從王常春接觸式蜂窩汽封的結(jié)構(gòu)原理、改造后的間隙變化,以及通過對改造機組跟蹤觀察,可以說明,汽封在改造后取得了以下效果:
王常春接觸式蜂窩汽封的接觸齒與轉(zhuǎn)子軸面密封間隙值相對較小,其最小間隙可調(diào)整到接近為0間隙,比原汽封密封間隙值減少0.3~0.6 mm,從而提高了密封的可靠性,改善了機組的運行工況。
因接觸齒具有輕巧、退讓靈活、耐高溫等特點,所以有效的使機組在安全運行的基礎(chǔ)上縮小了徑向密封間隙,實踐證明壓力區(qū)軸封間隙每減小0.1 mm,軸封漏汽量就會減少1~1.5 t/h。對此在軸封每段盡量設(shè)有接觸式汽封,從而阻汽降壓,達到表面無漏汽,提高機組效率,降低能耗。實踐也證明,改造后在同等的負荷和環(huán)境溫度下,真空提高了2 kPa。