摘 要：文章通過把東方汽輪機公司的DAS汽封與傳統(tǒng)式汽封作對比，介紹了引入東方汽輪機公司的DAS汽封技術(shù)以后，有效降低各級漏氣量，確保汽輪機三缸的運行效率，盡可能減少熱損耗，創(chuàng)造更多的經(jīng)濟效益。

關(guān)鍵詞：DAS汽封汽封；迷宮式汽封；經(jīng)濟性評價；機組熱耗

1 概述

最近幾年，環(huán)保意識逐漸加強，而且火電技術(shù)逐漸完善，600MW 汽輪機已經(jīng)成為火力發(fā)電的重要設(shè)備，這種設(shè)備內(nèi)部壓力比較大，漏氣現(xiàn)象比較嚴重，但是為了防止汽封片過度磨損，間隙必須維持在一定的水平。那么汽封的質(zhì)量將直接決定漏氣量，優(yōu)質(zhì)的汽封將有效的降低系統(tǒng)內(nèi)部的無規(guī)律振動，確保系統(tǒng)高度穩(wěn)定。對于汽輪機而言，迷宮式汽封將導致內(nèi)部側(cè)漏占總體損失的30%以上。而如果是高壓缸，每級葉頂泄漏損失和隔板泄漏損失在總損失中占比分別為23%與7%。如果按照理論狀態(tài)計算，葉頂間距降低2%，那么同級出力將上升2%。通過實驗實際測試與具體實踐數(shù)據(jù)表明，DAS 汽封式汽封的總體側(cè)漏量只有迷宮式汽封的三分之一～六分之一，確保轉(zhuǎn)子穩(wěn)定運作，有效的降低局部性摩擦。

2 機組概況

汽輪機型號：N600-24.2/566/566；汽輪機型式：超臨界、一次中間再熱、三缸四排汽、沖動式、單軸、雙背壓凝汽式；銘牌出力（TRL）：600MW；最大連續(xù)出力（TMCR）：642MW；閥門全開（VWO）下出力：670MW；額定主蒸汽流量：1715.510t/h；額定主蒸汽壓力：24.2MPa；額定主蒸汽溫度：566℃；額定再熱蒸汽溫度：566℃；額定背壓：5.88kPa；最終給水溫度：287.7℃；工作轉(zhuǎn)速：3000r/m；保證熱耗：7564kJ/kWh。

缸效率：高壓缸：86.3%（含閥門壓損），88.1%（不含閥門壓損）；

中壓缸：92.6%（含閥門壓損），93.9%（不含閥門壓損）；

低壓缸：93.4%（含閥門壓損），93.6%（不含閥門壓損）。

通流級數(shù)：42。高壓缸：1個單列調(diào)節(jié)級+7個壓力級；中壓缸：6個壓力級。

低壓缸：2×2×7個壓力級；末級葉片高度：1016mm；回熱系統(tǒng)：8級（3高加+1除氧+4低加）；給水泵配置：2×50%汽動泵+1×30%電動泵；汽封系統(tǒng)：采用自密封系統(tǒng)（SSR）；軸頸振動兩個方向最大值：0.05mm；臨界轉(zhuǎn)速時軸振動最大值：0.15mm。

3 東方汽輪機公司的DAS汽封結(jié)構(gòu)與設(shè)計

汽封的質(zhì)量受密封的徑向間隙距離、汽封齒輪的結(jié)構(gòu)兩個影響因素的干擾。東方汽輪機有限公司經(jīng)過多年的研究和摸索，在鐵素體迷宮汽封結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上開發(fā)了新型的汽封結(jié)構(gòu)——DAS汽封，對汽輪機經(jīng)濟性的提高和節(jié)能減排做出了巨大貢獻。DAS汽封在常規(guī)鐵素體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進行了重大改進，彌補了鐵素體汽封齒在機組運行過程中被轉(zhuǎn)子磨損從而使汽封間隙變大的缺點，從而達到既對轉(zhuǎn)子磨損小，又不容易被轉(zhuǎn)子磨損的效果，保證其密封性能。DAS汽封把鐵素體汽封的兩個長齒更換成兩個寬齒，并減小了汽封間隙。如圖1所示，1為DAS汽封齒，2為鐵素體汽封短齒，3為鐵素體汽封長齒，A為常規(guī)汽封齒設(shè)計間隙，B為DAS汽封齒設(shè)計間隙。DAS汽封結(jié)構(gòu)中，汽封齒1與轉(zhuǎn)子的間隙B比齒2、3與轉(zhuǎn)子的間隙A小，汽封齒1采用寬齒結(jié)構(gòu)。在汽輪機啟、停的過程中，由于過臨界轉(zhuǎn)速或其他異常。

4 改造方案

4.1 對機組性能的分析

根據(jù)性能診斷試驗分析，汽輪機各汽缸效率均顯著偏低，有必要對通流部分汽、軸封進行全面的改造以提高機組的經(jīng)濟性。

高中壓缸平衡盤對機組熱耗及高、中壓缸效率影響較大。理論計算表明：高中壓缸間軸封漏汽率每增加1個百分點影響熱耗率升高16.46kJ/kWh。性能試驗表明，機組運行過程中高中壓平衡盤漏汽量大。決定采用東汽公司DAS汽封產(chǎn)品對此處原有汽封進行改造升級，以保證此處的良好密封效果。

低壓缸設(shè)計作功份額大，提高低壓缸效率對經(jīng)濟性的影響更明顯。性能試驗結(jié)果表明：低壓缸效率顯著低于設(shè)計值，較設(shè)計值低13.89%。因此決定采用東汽公司DAS汽封產(chǎn)品或側(cè)齒汽封對此處原有汽封進行改造升級，以提高缸效率。

為了更加有效的防止高中壓軸封高品質(zhì)蒸汽的外漏及低壓軸封汽輪機外側(cè)的空氣向汽輪機內(nèi)泄漏，決定將高低壓軸封改造成DAS汽封和側(cè)齒汽封。

根據(jù)對機組結(jié)構(gòu)和性能的分析，結(jié)合汽封的改造原則，制定機組汽封改造方案如下：

4.2 汽封間隙優(yōu)化調(diào)整方案

隔板汽封徑向間隙優(yōu)化原則如下：優(yōu)化設(shè)計間隙為原設(shè)計下限圓整（+0.25，-0.05）；總裝控制間隙為原設(shè)計下限圓整（+0.10，0）。

（1）以低壓2級～6級為例

原設(shè)計間隙：上下1.07～1.33（1.2±0.13）、左0.31～0.57（0.44±0.13）、右0.71～0.97（0.84±0.13）；優(yōu)化設(shè)計間隙（合格值）：上下1.0～1.30、左0.25～0.55、右0.65～0.90。總裝控制間隙（目標值）：上下1.05～1.15、左0.30～0.40、右0.70～0.80。

（2）以高壓2級～8級為例

原設(shè)計值：上下0.87～1.13（1.0±0.13）；左右0.25～0.51（0.38±0.13）；優(yōu)化設(shè)計間隙（合格值）：上下0.80～1.10、左右0.20～0.50?？傃b控制間隙（目標值）：上下0.85～0.95、左右0.25～0.35。

4.3 預期效果

汽封改造的預期效果需要考慮以下因素：

（1）計算的收益為與機組當前狀態(tài)進行對比，而不是與機組采用傳統(tǒng)汽封并調(diào)整到最佳狀態(tài)進行對比；

（2）中壓缸的實際狀況有待揭缸檢查進一步確認，目前對中壓缸效率提高的程度必須保守估計；

（3）高中壓缸間軸封漏汽不能完全認為是由于汽封間隙增大引起，因此減少汽封間隙對軸封漏汽量的降低程度須保守估計；

（4）按照目前機組狀況，機組高壓缸、中壓缸軸端汽封漏汽量接近設(shè)計值，通過汽封改進使之進一步減小的空間不大；

（5）低壓軸封間隙減小不能直接提高機組的經(jīng)濟性，但低壓軸封間隙減小可使軸封供汽流量降低，自密封時所需的蒸汽流量降低，可避免高中壓軸封漏汽量減小后需要額外軸封供汽的情況。

根據(jù)對汽輪機性能的分析，保守估計汽封改造后取得的效果見表1。預計改造后可降低熱耗率77.7kJ/kWh左右，約相當于降低煤耗率2.91g/kWh左右。

5 結(jié)束語

（1）維修前機組的熱耗率為8266.901kg/（kW·h），檢修以后的值變?yōu)?970.092kg/（kW·h），將兩者對比發(fā)現(xiàn)，檢修以后該項數(shù)值增加了185.79kg/（kW·h），整體的運行效率遠遠沒有達到預期水平，經(jīng)濟性能降低值為296.809kg/（kW·h），供電煤耗的值下降了10.99g/（kW·h）。

（2）確保所有調(diào)閥處于開啟狀態(tài)，檢修前高壓缸的效率值為

83.719%，檢修以后變?yōu)?5.815%，而預期的設(shè)計值為87.636%，不管是檢修前還是檢修以后，都沒有達到標準。檢修以后該項數(shù)值提高了2.096%，機組的熱損耗、中壓缸效率等與設(shè)計值相差無幾，低壓缸的效率值為4.079%。

（3）站在經(jīng)濟效益的立場發(fā)現(xiàn)，漏氣量值越小時，整齊密封效果越好，也就是說汽密間隙值越小，系統(tǒng)運行效率越高。合適的汽封結(jié)構(gòu)不僅僅可以降低損耗，也可以提高安全系數(shù)。實際應用過程中，積極優(yōu)化工藝流程，選擇最恰當?shù)拈g隙值，有利于提高系統(tǒng)的經(jīng)濟性能。

參考文獻

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