200MW汽轮机汽封的改造及应用
汽轮机汽封改造优化技术

汽轮机汽封改造优化技术摘要:汽封是汽轮机正常高效运行的重要组成部分。
科学的汽封设计不但能够降低漏气损失,而且能够确保汽轮机安全运行。
因此,分析汽封漏气量的影响因素,探究汽轮机汽封改造优化技术,具有现实的理论意义和实践价值。
关键词:汽轮机汽封优化梳齿迷宫式汽封是现代火力发电厂通常采用的汽轮机汽封形式,其又称之为曲径式汽封。
电厂过去经常采用的迷宫式汽封是非接触式汽封。
因为这种汽封不用润滑,可以自由热膨胀,不受转速限制,维修方便,所以广泛应用在燃气轮机、汽轮机等设备的级间与轴端。
但是,梳齿迷宫式汽封难以完全杜绝泄露,受限于设备轴向长度,迷宫式汽封有着较大的泄漏量。
因此,优化汽轮机汽封结构,降低泄露损失,将会有效地提高汽轮机的功率与效率,提高电厂的经济效益。
1 汽轮机汽封漏气量影响因素1.1 汽封的齿数相关研究表明汽封的齿数直接影响着轴封的漏气量。
当齿间距保持不变,汽封的齿数越多,汽封的泄露量就越少。
当齿数保持不变时,汽封的齿间距越大,汽封的泄漏量就越少。
较大的齿间距代表着较大的空腔,空腔能够把齿隙转化的动能转耗为热能。
空腔越大就越能降低透气效应,从而降低泄漏量。
从理论上而言,越多的汽封齿数,经过各个汽封齿间隙的漏气的压降就越小,也就是漏气越少。
然而,随着气封齿数的增加,转子的长度与汽封段的长度都会随之增加。
通常,增加一倍的轴封齿数,就会相应的增加一倍的轴封段长度,从而导致增大汽轮机转子的长度。
为了确保汽轮机转子的临界转速保持在规定的范围内,就应当相应的增加轴的直径,这就相应的增加了汽封间隙环形面积,从而增加了蒸汽泄漏量。
另一方面,增加转子长度,就相应的增加了气缸长度,降低了气缸的刚性。
在启动汽轮机或运行汽轮机的过程中,不可避免地就增大了最小汽封间隙,从而增大了汽封漏气量。
所以,增加的汽封齿数不是越多越好,齿数应当保持在合理的范围内。
1.2 汽封的间隙如果蒸汽的压差和相关参数保持不变,要降低汽封的漏气量,就可以采取减少汽封齿隙的面积、增加汽封齿数的措施。
200MW汽轮机通流改造技术及应用

方 法 处理 结合 面 , 理 后 测 量 汽 缸 中分 面 间 隙 均 为 处
0 0 . 3mm, 尺 塞 不 进 。 塞
4 2 中压 隔板 汽封 片径 向间 隙过小 . 中压 缸 内部 1号 ~ 1 O号 隔板 , 2号 ~ 5号 隔板
命 。 () 计 、 9设 制造 、 验符 合新 机 出厂 标 准 、 求 。 检 要
两排 汽机组 陆 续实施 节 能改 造 。武汉 钢 电股 份有 限 公 司通 过对 同类 机 组 改 造 案 例 对 比 , 2 1 从 0 0年 1 O
叶片型 线 气 动 热 力 性 能 差 , 型 损 失 大 , 率 叶 效
低 , 工况性 能 差 ; 在 速度 比 。 ”mm。低 压 隔板 及 轴 封 所 有 汽 封 圈 换 新 , 更换 为 东汽 DAS汽封 。
件 安全 可 靠 , 除 原 机 组 存 在 的 缺 陷及 薄 弱 环 节 。 消 ( ) 轮机 进 汽 参 数 不 变 。 ( ) 压 转 子 采 用 新 主 2汽 3高
开裂 , 高压 下 半 内缸 与喷 嘴室 连接 立 焊缝 开裂 ; 压 低
转 子 正反 一级 叶 片与 径 向外侧 护 板之 间存 在 焊渣 沉 积 物 , 向末 二级 叶 片 其 中一 片 叶 片 出汽 边 上 存 在 正
汽轮发电机组技术改造的几种形式和措施

汽轮发电机组技术改造的几种形式和措施姓名:XXX部门:XXX日期:XXX汽轮发电机组技术改造的几种形式和措施0前言多年来,我国电力企业和设备制造企业都在全力以赴进行机组改造。
这是因为,在我国发电系统中,一些中低参数、小容量蒸汽发电机组还在运行,这些机组热效率很低,且大多属超期服役,如果将其在短期内全部拆除,从经济上和电力需求方面来看,是不现实。
同时,一些早期安装高参数机组,如100~200MW机组,由于受当时设计制造水平限制,运行时间较长,已接近或达到额定寿命(10万运行小时),这些机组存在着效率低、煤耗高问题。
因此,将中低参数机组改造为既发电又供热“热电联产”机组,供生产和生活用汽需要。
同时用现代科学技术改造和翻新老机组,使老机组焕发青春。
机组通过改造不仅可以大大降低煤耗,提高机组经济性,而且可以提高运行可靠性和延长机组寿命,这一措施无疑有着深远意义和较高经济价值。
1机组改造几种技术形式汽轮机改造有多种技术形式,每种形式都有其特点,必须具体问题具体分析,全面考虑,达到改造目。
1.1通流部分现代化改造随着现代科学技术快速发展和设计方法不断完善,汽轮机设计水平较过去有了很大提高,全新高效新叶型、全三元气动设计技术系统、通流部分通道优化设计、自带围带动叶片、高效新型整圈阻尼长叶片设计和调频技术、弯扭型和马刀型叶片设计等新技术在各制造厂新产品开发中成功应用。
这些技术代表汽轮机领域内最新发展趋势,通过采用这些第 2 页共 9 页先进技术来改造老机组将使机组经济性、安全可靠性及运行灵活性达到国外同类机组先进水平。
这也是国外电站行业发展一个显著特点。
因此近几年来,各制造厂都在努力开展机组改造工作。
其中200MW机组改造已全面展开,并取得了很大成绩,为以后机组通流改造积累了很多经验。
1.2抽汽改造汽轮机抽汽改造是利用原回热抽汽口加大面积或利用汽缸开孔增加抽汽,供生产和生活用汽需要,实现热电联产;联通管开孔(如100MW 机组)抽汽也是一种特殊形式。
国产200MW双抽汽轮机通流部分改造及分析

2 0 MW u l x r c in S e m u b n nt 0 Do b e E ta t t a T r ie U i o s
粒 子腐蚀 、 间流 动 的非 定 常 时 钟 效 应 、 封 内 流 级 汽
额定功 率为 2 0Mw , 定 供 热 工 况 下额 定 功 率 为 2 额 10MW , 组于 19 4 机 98年 1 月 投产 。 1
该 机组 制造 于 1 9 9 6年 , 计 方 案 产 生 于 2 设 0世
维普资讯
Vo. 5 No 5 12 .
Oc. 0 6 t2 0
河 北 电力 技 术
H EBEIELECTRI P C OW ER
第 2 5卷 第 5期 20 0 6年 1 0月
国产 2 0MW 双抽 汽轮机通流部分改 造及分析 0
吕 鹏 王 兴 国。 ,
(. 1 河北 邯郸热 电股 份有 限公 司 , 北 邯 郸 河 06 0 ; 5 0 4
2 .河北 省 电力研 究院 , 河北
摘 要 : 对 国产 2 0IW 双 抽 供 热 汽 轮 机 效 率低 、 全 运 行 针 0 l v 安 水 平 落 后 的 状 况 , 用 全 四 维技 术 对 通 流 部 分 进 行 改 造 , 采 提 高 了机 组 的 出 , 功 降低 了机 组 的 煤 耗 , 除 了机 组 中存 在 的 消 安 全 隐 惠 , 高 了机 组 安 全 经 济 运 行 的 能 力 。 提 关 键 词 : 轮机 ; 流 部 分 ; 容 ; 能 ; 汽 通 增 节 改造
浅谈汽轮机的汽封形式和特性

浅谈汽轮机的汽封形式和特性汽轮机的传统汽封进行了改造和革新设计。
汽轮机汽封的特性和密封的效果各有不同,优缺点也不尽相同。
标签:汽轮机;汽封;优缺点近年来,随着汽轮机汽封技术的不断发展,为了减少漏气损失,提高机组安全和经济性,国内外对汽轮机的传统汽封进行了改造和革新设计,已经陆续出现了许多的新型汽封,下面对各种汽封的特点进行说明。
1、疏齿式汽封:它是传统汽轮机汽封形式,不能杜绝泄露,而是用逐级节流的方法来抑制泄露,目前被广泛应用。
优点是制造成本低、结构简单、安全可靠、易于安装。
缺点是由于在启、停机组时,机组会发生振动或气流激振等原因,会使汽封齿造成永久性磨损,导致密封间隙增加,造成漏气量增加,密封效果不好。
2、蜂窝汽封:是汽封的第二代产品,是在静子密封环的内表面上由规整的蜂巢形状的正六面体的小蜂窝孔状的密封带状物构成。
根据密封环尺寸制成的蜂窝带在真空钎炉中通过真空钎焊技术焊接在母体密封上,而形成了蜂窝式汽封。
蜂窝汽封由于具有较宽的密封带,改变了传统直形汽封低齿齿数由于受到结构限制,只能布置很少,还应保留汽封高齿。
相当于增加了汽封齿数量,加大了汽流阻力,提高了密封效果。
缺点是蜂窝汽封退让仍采用传统汽封的背部弹簧结构,安装间隙一般取传统汽封径向间隙设计值的上限。
易磨损,而且间隙无法恢复,若间隙过小或膨胀不均会造成蜂窝带与转子面接触,可能产生振动加剧,甚至转子抱死发生事故。
3、布莱登汽封:它是将螺旋弹簧安装在相邻汽封块的垂直断面,并在汽封块上加工出蒸汽槽,以便在汽封块背部通入蒸汽,汽封齿仍采用传统的梳齿式。
优点是解决了机组启、停机过程中存在转子过临界时振动过大,而造成汽封磨碰的问题。
能适应机组负荷的变化自动调整密封间隙,解决了过临界振动大对汽封间隙磨损,造成永久间隙增大的问题。
4、接触式汽封:是在传统梳齿式汽封块中间嵌入一圈能跟轴直接接触的密封片,并且能在弹簧片弹力的作用下自动退让,以保证始终与轴接触,属于柔性密封系列,能适应转子跳动,长期保持间隙不变。
200MW汽轮机自调整汽封的应用

变化及相变「」 化工学报. 0 ,1s. J. 2 o5() 0 张晓杰. 王阳, 李振中, 等.褐煤及其混煤燃烧、 结渣特性 的实验研究[ 月.动力工程,991() 19 . 6. 9 王泉海 曾蒲君 煤灰熔融性的研究现状与分析[1 J.煤
右。
. I 力 电・0 ( } 热 发 23 ) 04
万方数据
着高熔点灰质量份额的增加 , 混灰熔点逐渐升高, 发生
态的研究[] 程热物理学报・9811) J.工 19 ,(9
工泉海 . 邱建荣 , 李帆, 等.混煤燃烧过程中矿物质的形态
急剧收缩的温度将向高温推移。 () 32 种不同特性的灰按一定比例相混后, 熔融温 度不按线性规律变化, 但有较好 的正向关系。这与文
水煤浆, 结渣程度将会得到很大改善。 〔 参 考 文 献〕
二 川 李帆 ‘ 邱建荣 . 郑楚光 , 等.混煤煤灰熔融特 性及矿物质形
20 汽轮机自 0 MW 调整汽封的应用
杨云乾
( 洛阳首阳山电厂 , 河南 僵师 4 10 ) 7 90
首阳山电厂 2号汽轮机为东方汽轮机厂生产的 N 0 一105555型超高压、 20 3/3/3 中间再热式汽轮机, 18 1 月投产 在 19 年 9 98年 2 95 月至 1 月的第 3 0 次 大修中, 首次用美国布莱登(R N O ) B A D N 自调整汽封 技术对其高、 中压隔板汽封及轴端汽封进行改造。自 调整汽封系美国布莱登工程公司( 简称 A E 的专利 B) 技术, 其利用蒸汽压差变化可以自动调整汽封的漏汽 间隙。在起停机过程中布莱登汽封与汽轮机轴之间的 径向间隙达(. . m 这样就避免了由于开机 30^38) m, 0 0 过程中过临界转速时振动增大而引起汽封与轴之间的 动静摩擦, 了机组运行的安全性。同时由于在机 保证 组带负荷运行时, 关闭到正常状态的自调整汽封比传 统汽封能保持更小的轴封间隙, 从而提高了机组的经
200MW汽轮机通流部分技术改造与效果分析

汽 轮机 汽缸 膨胀不 畅 , 启动 过程 中振 动偏 大 , 为
了正 常启 动 , 、 间 隙放大 ; 动 静 使得 漏 汽增 加 ; 汽封磨 损严 重 , 漏汽 量大 , 封 汽 压 低 时 真 空 下 降 , 封汽 轴 轴 压 高时 , 机 润滑 油 带水 ; 轮机 背 压 高 , 、 、 主 汽 高 中 低 压缸 热效 率低 于设计 值很 多 , 整机 热耗 值偏 高 。
21 0 0年 3月
包 头 职 业 技 术 学 院 学 报
J 0UR NAL OF BA0 0U VOC I AL & T HNI L COL E T AT ON EC CA L GE
Ma c . 01 rh 2 0
V0.1 .No. 1 1 1
第1 1卷第 1 期
4 2 汽 轮机 改造 后热 力试验 结果 分析 .
2 2 ,7~3 ,2级 动 叶 片 , 换 6 7号 隔 板 套 、 3~ 5 2 03 更 、
第2 3 3— 2级 隔 板 , 有 隔板 汽 封 采 用 蜂 窝式 汽 封 , 所 轴 端 前后外 两 圈采 用 接 触 式 汽封 , 余 轴 端汽 封 采 其
20 0 MW 汽 轮 机 通 流 部 分 技 术 改 造 与 效 果 分 析
郭 茂 丰 刘 环 宇 侯 建 华。
(. 1 内蒙 古 丰泰发 电有 限公 司 , 呼和浩 特 0 0 3 ; 1 0 0 2 三信 高科 工 程技 术有 限公 司 , 京 0 Байду номын сангаас 0 ; . 北 10 0 3 内蒙古国电能源投资公 司准格尔友谊电厂 , . 内蒙古 鄂尔多斯 07 0 ) 10 0
摘 要 : 三缸 两排 汽 2 O W 汽轮机 低压 缸 通 流部 分 的进 行 技 术 改造 , 对 0M 可减 小通 流 部 分损 失 , 提
试论汽轮机汽封改造优化技术

【 关键词 】 汽轮机 ; 汽封 ; 漏气; 改造优化
1 . 影 响 汽 封 漏 气量 的 因 素
密封 的效果 . 例如让气流在 汽封腔室 内部发 生多次的转弯碰撞 . 或者
是相应 的增加相邻齿间的距离 . 还可以适当的增加汽封腔室的表面 以 1 . 1汽轮 机汽封 的齿数 首先 根据 一系列 的研究表 明. 汽轮机汽封 的齿数 直接的影响着轴 及汽封齿和蒸汽之间发生的摩擦损失。 2 . 汽轮 机 汽 封结 构 优 化 封漏气 程度 具体 的表 现是 , 当汽封齿 问的距离保持不变 的时候 . 齿数 越多则漏气量就会越 小 : 反之 的话 . 如果在汽 封的齿数保持 不变的情 2 . 1 改造优化思路 况下 , 汽封齿间的距 离越 大的话 , 则漏气量就会越少 。所 以整体来说 , 改造思路整体上是在原有的传统结构上进行 . 前提是保证汽封 的 齿间距越大就表明空腔越大 . 而空腔能够很好 地将齿间的空隙转化成 前后压 差以及 密封段 的长度不发生变化 . 改变的是汽封的齿数 以及结 的动能再转耗成热能。空腔越大则 透气效应越 明显 . 而透气效应越好 构分布 、 齿 间空 隙等 。同时还需要对不同结构部分的汽封效果实施数 就能够很好地降低漏气量 所以整体 从理论 上讲 . 汽封 的齿数越多 ’ 贝 0 字模 拟 . 判断汽封 的前 后效果 . 并且还 需要判断改造 之后的结构变 化 经过每一个齿间空隙的漏气 的压降就会变得 越小 . 进 而漏气量也会 随 时都会对原有 的汽轮机汽封 内部流畅产生一定的影响 . 确定结构改造 之减少 . 但是并 不是说汽封 的齿数越多就越 好 . 因为 随着汽封齿数 的 的可行 性 对于汽封内部 流场 的数据模拟一般情况下是使用专业的计 不断增加 ,汽轮机 中的转 子长度和汽封段 的长度都会 出现增加 的状 算软件进行 。 况. 而且在一般情况下 . 每增加一倍 的齿数 . 轴 封段的长度也会相应 的 2 . 2汽封结构 的优化设计 增加一倍 . 那么转子的长度也会相应的增加 图1 是 汽轮机 汽封效果 图, 下面从三个方面人手分析 : 巍啊瞒 般情况 下 . 汽轮机 的转 子都会有一个 临界的转速 . 为 了能够将 这个I } 缶 界 的转速保持在一定 的水平 内. 需要做的就是适 当的增加轴 的 直径 . 轴 的直径 一旦增加 就会 增加汽轮机 气缸的长度 . 气缸长度越 长 刚性就会降低 通 常情况下 . 在汽轮机启动或者运行的过程中 . 汽封的 最小 间距难免会增大 . 所 以汽封 的漏气量就会增加 总之 . 汽轮机汽封 的齿数应该保持在规定的范 围之 内. 不是越多越好 1 . 2汽轮机汽封 的间隙 通 常情况下 . 如果保持蒸汽 的压强差 以及相关 的参数保持 不变的 图 1 汽轮机汽封 话. 就 可以通过适 当的减少汽封 的齿 间空隙面积或者是适 当的增 加汽 封 的齿 数等方式来实现 但是并不是说汽封齿 间空隙越小越好 . 因为 2 . 2 . 1 汽封齿顶侧齿结构设计 图 2是汽封齿顶侧齿结构示意图 : 如果 汽封的齿 间空 隙过于小 的话 .转子和汽封之 间会产 生碰 撞摩擦 . 这样 会使大轴 出现振 动或者是弯 曲 . 造成事故 . 所 以汽轮机 汽封 的齿 间空隙面积要 有合理的区间 . 原 则是在保证转 子和汽封之间不产生碰 撞摩擦 的基 础上尽可能的较少汽封 的齿 间空隙 同时汽封径 向的间隙 是由整体的结 构决定的 . 为了能 够很好地避免 汽轮 机组在 出现临界转 速式的设备时候的动静部分 不会 出现比较严重 的磨损 现象 . 必须通过 合理的办法严格的控 制汽封 的齿 间空隙 . 而且还 能够使用 弹性汽封方 法来实现。 1 . 3汽轮机汽封齿 的形状 汽轮机汽封的漏气量很大程度上会受 到汽封齿形状 的影响 . 所 以 图 2 侧 齿 汽 封 控制漏气量必须考虑汽轮机汽封 的形状 首先 在对汽 封齿 的形状进行 这种结构 的汽 封 . 将侧齿 移动到了汽轮机 的齿顶 . 通过模 拟的数 选的时候需要考虑包括轴向的长度 、 汽封的位置以及其他 的技术在 内 齿顶 的侧齿汽封 的漏气量大约是 O . O 0 1 4 7 k g / s . 结果 表明如果 的多种 因素 一般情况下 . 尖齿形状的汽封的密封效果是相对较好 的 . 据显示 . 那 么汽封 腔室 内的涡流位置以及强度形状 而且汽封齿尖 越薄 . 节流效果 就越明显 . 同时动静部分在 发生摩擦 以 汽封侧齿的位置发生变化 . 涡流的产生是 在汽轮机汽封腔室内的上层空间 及碰撞 的过程 中产生的摩擦热以及摩擦 力也是相对较少 的. 但是齿 尖 都会发生相应的变化 . 形成的 . 这个原因是气流在扩散到汽封腔室内的过程中会受到侧齿的 也有一定 的规 定范围 . 不是 越薄越好 . 如果齿 尖过薄很 大程度上会增
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改动; 又为让蜂窝结构最大限度发挥其优良 的密封 性能, 只将原梳齿汽封的低齿部分改造成蜂窝汽封, 同时将迷宫汽封两端保留、中间改造,即将中间改 造部分的梳齿去除, 重新加工汽封环, 改变配合尺 寸并在新环上焊接蜂窝汽封。这样既保留了原迷宫 汽封的优点,又增加了蜂窝汽封的优良 密封性能, 确保了该汽封结构的密封性。另外, 蜂窝带材质软, 将蜂窝带置于高齿之间,可利用高齿充分保护蜂窝
泄漏量 大 小
(2) 二期工程2 台机组存在轴振超标的问题, 特 别是开机过临界时 2 号轴振经常超过保护定值 (0.28 mm),为了开机 ( 冲临界转速 ) 只好把轴振 保护解除,等转速正常后再投上保护。由 于轴振过 大 ,反过来又加剧梳齿汽封的磨损和倒伏, 增大汽 封间隙, 使泄漏增大。 2 对汽缸轴端汽封的改造
( 收稿日 2007- 04- 30) 期:
次 迎 仃 阅( 电 力 安 全 技 术 》 (
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坏 已调节好的汽封间隙,使泄漏增大。
图2 蜂窝密封结构
改造前后梳齿密封结构与蜂窝密封结构的性能 比较如表 1 所示。
表1 梳齿密 蜂 密封比 封与 窝 较
梳齿密封 蜂窝密封
图1 梳齿迷宫密封结构
使用材料 1Cr18Ni9Ti 镍基高温合金 接触面特点 齿片, 厚0.30 mm, 线接触 网 厚0.05mm, 接 格, 面 触 动态可调性 有, 碰磨时可自 动退让 有, 碰磨时可自 动退让 密封型式 迷宫, 齿片逐级阻 尼 蜂窝, 络内 旋动阻尼 网 蒸汽 密封效果 差, 受轴振影响大 好, 受轴振影响 小
经过认真分析和研究后,决定将汽缸轴端汽封
3 改造效果
结构由 梳齿迷宫密封改为蜂窝密封 ( 见图2)。但由
于梳齿迷宫密封的结构特点 ,在改造时不可能太多
汽缸轴端汽封结构改为蜂窝密封后, 进行间隙 调整: 轴向间隙按原标准调整,径向间隙调整为 0.50mm (0.40 一0.60mm 的 设计值之内)。 采用上述改造措施后,汽缸轴端汽封漏汽量明 显减少, 也较好地解决了汽缸轴端汽封漏汽引起的 油中带水问题, 提高了机组运行的安全性,降低了 机组发电 煤耗, 提高了经济效益。
第 9卷 ( 2007年第12期)
电力 安 全 技术
J
检修维护
ia n x i u w e i h u
2 0 OM W 汽 轮 书L 气封 的 改 造 2 气应 用
鹅 爵 笼 兼灌 餐珍馨 彗落谁袭筹袭裘纂 一 一
爵
查冰峰
(九江发电厂,江西 九江 332001)
国电九江 电厂二期工程 2 台200 MW 机组是 由哈尔滨汽轮机厂制造的 69 型汽轮机组,由于技 术较落后, 机组存在的间题较多, 其中最突出的问 题是汽缸轴端汽封漏汽严重。高中 压缸轴端漏汽不 仅会造成工质额外损失,还使油中带水, 造成调节 部套锈蚀,影响机组安全 ; 低压缸轴端漏气会造成 机组的 真空度下降, 使机组发电 煤耗升高, 经济效 益 降低。针对上述问 题,对汽缸轴端汽封进行了改
带, 提高蜂窝带的使用寿命。
1 汽缸轴端汽封漏汽大的原因 (1) 由于机组设计年代较早, 设计水平受当时 设计和工艺制造水平的限制,ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ缸轴端汽封结构采 用的是老式梳齿式迷宫密封结构( 见图 1)。随着生 产实践的 证明和现代科学研究的不断深人, 发现梳 齿密封结构有其 自 身无法克服的缺陷,即随着轴的 自激振动逐渐加大, 密封间隙也逐渐加大, 容易破