600MW汽轮机组汽封改造的经济性评价
600MW汽轮机DSA汽封应用及研究
600MW汽轮机DSA汽封应用及研究摘要：近年来，在国家大力倡导“节能减排”和环境保护的背景下，提高现有机组发电效率、降低发电成本成为摆在各大发电企业面前最为紧迫的任务之一。
某燃煤电厂#1汽轮机采用东方汽轮机有限公司设计、制造的超临界、单轴、三缸四排汽凝汽式汽轮机，机组型号：N600-24.2/566/566。
机组至投产以来汽轮机热耗值较设计参数存在较大偏差。
为提高机组效率该厂于2015年完成了汽轮机汽封改造，改造后机组一次启动成功，热耗试验结果显示机组效率提升明显。
目前，汽轮机汽封改造已成为提升机组效率的主要改造之一。
关键词：电厂汽轮机 DAS汽封效率提升前言汽轮机本体性能是影响机组效率的重要因素。
汽封作为汽轮机中限制蒸汽泄漏的必要部件，其性能的优劣对机组运行经济性有重要影响，对机组安全性也有一定影响。
1.汽封对机组性能的影响汽轮机级间蒸汽泄漏使得机组内效率降低，在汽轮机级的总损失中漏汽损失约占29%，动叶顶部漏汽损失则占总漏汽损失的80%，比静叶或动叶的型面损失或二次流损失还大，后者仅占级总损失15%。
有关科研人员曾对叶顶汽封和隔板汽封进行过三维动叶片流场数值模拟，重点对汽封内部流动现象进行了分析，结果表明，由于汽封泄漏对流体主流的干扰，引起主流流场发生变化，这种变化在某些区域甚至可能是全局性的。
国内有文献[1]对影响汽轮机高、中压缸功率和热耗率的主要因素进行了总结对比。
在各因素中，对高中压缸功率和热耗率影响最大的是动叶顶汽封(占总损失的40%)，其次是表面粗糙度(占31%)，轴封和隔板汽封影响分别占16%和11%，通流部分损伤仅占2%。
图1 高、中压缸功率损失和热耗率增加2.汽封作用及主要区分汽轮机汽封的作用是减少和防止汽轮机动静部分间隙处的蒸汽泄漏及空气漏入汽缸。
根据汽封位置和功能的不同主要分为轴端汽封(轴封)、隔板汽封和叶顶汽封三大类。
根据密封原理不同，汽封可分为非接触式汽封和接触式汽封。
汽轮机汽封优化改进实施关键要素探讨
汽轮机汽封优化改进实施关键要素探讨摘要：针对汽轮机缸效率低等问题，通过性能诊断，确定合理汽封优化改进方案，把握检修施工中的关键要素，严格通流间隙等数据测量调整，节能效果明显，提高600MW机组汽轮机运行的经济性。
关键词：汽轮机；通流间隙；测量调整；经济性前言某火力发电厂4*600MW 机组汽轮机为东汽亚临界、一次中间再热、三缸四排汽、单轴、凝汽式汽轮机。
投产以来存在高、中压缸效率偏低，进行性能试验，三阀全开（3VWO）工况，试验主蒸汽压力为15.227MPa，试验电功率为536.664MW，高压缸效率在额定负荷下83.46%，中压缸效率90.75%。
试验热耗率为8162.2kJ/kW.h，试验汽耗率为3.139kg/kW.h，经一、二类修正后的热耗率为8085.6kJ/kW.h。
高中压缸过桥汽封漏汽量偏大。
进行了变汽温试验测定高中压缸间轴封漏汽量为4.23%，使发电煤耗上升约1.5g/kW.h。
鉴于上述问题，对汽轮机进行揭缸检修，同时对汽轮机汽封、阻汽片等做优化改型，降低汽轮机热耗率，减小高中压缸过桥汽封漏汽量，提高缸效率。
1 汽轮机汽封优化改进方案1.1 高、中压缸部分传统梳齿汽封改进采用布莱登汽封进行优化，具体为高压后轴封内侧1圈，高压2～9级隔板汽封8圈，高中压间汽封1～5级 5圈，中压1～5级隔板汽封5圈，中压后轴封内侧1圈。
1.2 高、中、低压缸叶顶阻汽片重新更换镶嵌，具体为高压缸1至9级叶顶阻汽片计27道；中压缸1至5级计17道；A、B低压缸正、反前三级计52道。
1.3 对1、3、4、5、6、7号轴封体传统梳齿汽封改进为TK侧齿汽封计19圈。
1.4 A、B低压缸隔板传统梳齿汽封改进为柔齿汽封计24圈。
2 检修施工中需考虑的影响因素2.1 隔板、缸体变形对汽封间隙的影响制造因素产生的变形，机组运行后，受到高温蒸汽的影响，造成隔板和缸体的变形，使得汽封块定位凸肩与隔板汽封槽的弧形不吻合，使汽封块与汽封槽形成接触点，而在进行汽封间隙调整时，仍把汽封块定位凸肩当作理想的圆弧线进行修刮加工，必然造成加工上的偏差。
大型汽轮机汽封技术及其经济性分析
汽 封是汽 轮机关 键零 部件 之一 ， 性 能的优 劣 ， 其 不 仅 影响机 组 的经济性 ， 还影 响机组 的可靠 性 ． 利用
均效率指标 已低 于额定值的 ５ ％甚至 １％． ０ 效率 低 的 主要 原 因是 汽 轮机在 实 际运行 中会 产生 各种
求 的 日益提 高 ， 展 超 临 界 压力 机组 是 火 力 发 电 发
力 的重 要手 段 ． 传统 的汽 轮机 技术 发 电时 ， 提高 在
其 相对 内效 率 方 面 ， 尚有 很 大 的潜 力． 目前 ， 平 其
提高发电效率、 降低发 电成本 的必然趋势． 然而 ， 在 考核一 些投 产后 的超 临界 机 组 性 能 时 ， 现汽 发
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节能技 术 高效 生产 电能是 提 高现代 能源 综合竞 争
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600MW超临界机组汽轮机通流部分改造及改造后效果分析
工业技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald78随着城市用电需求的不断加大，单单依靠传统的发电方式很难满足人们多样化的用电需求，开发新能源，提高发电效率已然成为发电厂所关注的重点内容。
当前，一些新型发电方式比如风力发电、火力发电等在各大城市得到了应用，极大地满足了市民们用电方面的需求。
由于火力发电需消耗大量的能源，如何降低发电成本、提高生产效率，是火力发电厂得以持久、有序发展的重要保障。
该文通过对某电厂600 M W超临界燃煤发电机组投运后的热经济性进行分析得知设备在运行过程中能耗较高，其中汽轮机通流部位是最为显著的影响因素，所以，对汽轮机进行优化改造后，大大提高了机组的运行效率，在节能的基础上提高了生产效率，为相关企业在生产中提供了一定的借鉴。
1 汽轮机系统概况某电厂配备有2台600 M W的超临界机组汽轮机，汽轮机型号为N600-24.2/566/566，机组铭牌功率为600 MW。
该电厂的锅炉主要是由上海锅炉厂有限公司生产的，锅炉具有平衡通风、固态排渣、露天布置等特征。
发电机室引进西门子技术制造的QF SN-600-2型发电机，由上海汽轮发电机有限公司生产。
近年来，随着汽轮机技术的不断发展，该电厂原有的技术很难满足设备的实际需求，使得机组的实际运行效率低下。
一期2台机组投产后额定负荷TH A工况修正后热耗率平均值为7 816.8 kJ/kW h，相比于原设计值来说,增高达到3.7%，额定负荷THA 工况的高压缸效率试验平均值为85.3％，与设计值相比降低了2.4%。
中压缸效率设计值为92.5%，试验中得出的中压缸效率也为92.5%。
低压缸效率设计值为91.7%，而试验中得出的低压缸效率为86.3%，同比下降了5.4%。
从以上数据可得出，汽轮机高、低压缸通流效率对机组汽轮机的运行性能起到了至关重要的影响。
2 改造主要内容2.1 总述在2014年与2015年两年期间，该电厂分别对一号机组A级与二号机组A级进行检修期间使用了AIBT 技术，并对一号、二号汽轮机的高中低压缸通流部位进行了改造设计，将机组的额定功率提高到了660 MW。
600MW超临界机组汽轮机汽封改造及效果分析
600MW超临界机组汽轮机汽封改造及效果分析李卫福【摘要】对某厂600MW超临界机组汽轮机汽封改造工作总结,系统地描述了超临界机组汽轮机汽封改造过程,并对改造前后汽轮机经济性进行比较,提出了具体的改造措施和建议.【期刊名称】《现代制造技术与装备》【年(卷),期】2019(000)002【总页数】2页(P173,175)【关键词】超临界;汽轮机;汽封;改造【作者】李卫福【作者单位】福建省鸿山热电有限责任公司,石狮 362712【正文语种】中文火电机组作为我国目前主要能源生产方式，面临着资源日趋紧张的局势，在此基础上提出绿色发展理念具有重要的意义。
作为电厂三大重要设备的汽轮机组，其性能影响了整个火力发电厂经济性和安全性，一方面，汽轮机漏气直接影响到汽轮机效率；另一方面，汽轮机转子与汽封发生碰撞和摩擦，影响机组安全运行。
因此，对汽轮机汽封进行节能改造势在必行。
1 汽轮机概况某厂装机容量为2×600MW工程，分别于2011年1月10日以及2011年1月31日相继转入商转运行。
汽轮机组由东方汽轮机有限公司生产制造，容量为600MW，型号为C600/467-24.2/1.0/566/566，为超临界、一次中间再热、三缸四排汽以及单轴抽凝供热。
该汽轮机原装高中低压隔板汽封、轴封皆为装配式铁素体汽封；高、中压和低压1～4级以及第6、7级动叶叶顶径向汽封为镶齿式铁素体汽封；低压第5级为装配式钢汽封。
机组运行一段时间后，汽封齿存在磨损现象，造成汽封齿与转子、汽封齿与动叶片间隙增大，发生内漏问题，使通流部分工作效率大大降低。
为减少机组漏汽与发电煤耗，提高汽缸效率，该厂于2017年大修期间对传统梳齿汽封和隔板径向叶顶汽封齿进行升级改造，其目的为了保证汽封间隙可以满足设计以及机组运行安全要求。
2 汽封改造情况随着技术发展，出现了多种新型汽封，根据密封原理不同，可分为非接触式汽封和接触式汽封，前者包括曲径汽封、侧齿汽封、布莱登汽封、蜂窝汽封等；后者包括刷式汽封、王长春接触式汽封等，不同汽封具有不同的特点。
超临界600MW汽轮机通流经济性优化
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优化前、后的模型及网格示意图见图６ 。
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600MW汽轮机旁路泄露热经济性分析毕业设计
分类号郑州电力高等专科学校毕业设计（论文）题目 600MW汽轮机旁路泄露热经济性分析并列英文题目600MW steam Turbine bypass leakageof thermal heat economy analysis系部动力工程系专业电厂热能动力装置姓名班级指导教师职称副教授论文报告提交日期2012年6月郑州电力高等专科学校摘要：本课题通过研究600MW热力发电厂热力系统的设计数据，计算汽轮机组各经济性指标。
判断引起汽轮机高低压旁路泄露的原因，指导机组的节能改造。
采用等效热降的方法定量分析热力系统能量损耗的变化，以采取有效措施防止高低旁泄露和热经济性的下降，能根据计算结果分析机组高低旁路泄露对电厂经济性的影响，从而指导电厂发现机组存在的缺陷和问题，指出节能改造的途径的措施，提高电厂的运行水平。
关键词：高低压旁路，等效热降，热经济性Abstract: in this thesis, through the study of 600MW thermal power plant thermal system design data, calculation of steam turbine unit each economy index.Determine the cause for high and low pressure bypass leakage causes of guidance unit, energy saving.The equivalent enthalpy drop method for quantitative analysis of thermal energy loss of the system changes, to take effective measures to prevent leakage of high and low side and thermal economic decline, according to the calculation and analysis of the unit or bypass leakage on the economy of power plant's influence, thus guiding the plant found units exist defects and problems, pointed out energy-saving ways measures power plant, improve the operation level of power station.Key words:High and low pressure bypass， equivalent heat drop，thermal economy.目录0.前言 (1)1. 汽轮机热力系统级再热蒸汽的旁路系统 (3)1.1 600MW机组热力系统 (3)1.2再热机组的旁路系统 (4)0.前言以中国电力投资集团公司所属拉西瓦水电站6号机组投产为标志，截止2011年8月末，我国电力装机容量突破11.2亿千瓦。
600MW超临界汽轮机汽封型式介绍及对比分析
600MW超临界汽轮机汽封型式介绍及对比分析摘要：介绍汽轮机传统汽封及各类新型汽封的结构及特点，并对比分析了各类新型汽封的优缺点。
关键词：汽轮机；汽封；对比分析1 概述某电厂600MW超临界汽轮机组在额定参数和铭牌功率下，热耗率及发电煤耗率与设计值差距较大。
通过性能试验发现存在以下主要问题：汽轮机的高、中、低压缸相对内效率均达不到设计值，以低压缸相对内效率尤为突出；轴端汽封、平衡盘汽封、各级通流汽封漏汽量大等。
该汽轮机隔板汽封、轴端汽封等各级汽封采用的均是传统的迷宫式汽封，迷宫式汽封从其结构、密封原理分析，无法更有效的减小级间、轴端漏汽，因此汽封改造是提高汽轮机本体效率的主要手段，而汽封改造的首要关键是汽封选型。
2各类汽封型式介绍2.1传统汽封（迷宫式汽封）2.1.1传统汽封的结构迷宫汽封一般由汽封套、汽封环两部分组成（图1）。
汽封套固定在汽缸上，内有T形槽道(隔板汽封一般不用汽封套，在隔板体上直接车有T形楷)。
汽封环一般由6～8块汽封块组成，装在汽封套T形槽道内，并用弹簧片压住在汽封环的内圆，迫使汽封齿和转子保持最小间隙，有相互配合的梳齿及凹凸肩，形成蒸汽通道和膨胀室。
图1迷宫汽封示意图2.1.2传统迷宫汽封的特点迷宫汽封是非接触密封，无固相摩擦，不需润滑，适用于高温、高压、高速和大尺寸密封条件。
迷宫汽封工作可靠，功耗少，维护简便，寿命长。
迷宫汽封泄漏量较大。
如增加迷宫级数，采取抽汽辅助密封手段，可把泄漏量减小，但要做到完全不漏是困难的。
2.2布莱登汽封2.2.1布莱登汽封的结构布莱登汽封弧段结构与传统汽封弧段基本相同，取消了传统汽封背部的板式弹簧，取而代之在汽封端部加装了4只螺旋弹簧，在汽封弧块进汽侧铣出进汽道，工作时通过汽封脖径出汽侧与汽封槽体的紧密结合形成密封腔室（图2）。
自由状态下，布莱登汽封在弹簧的张力下张开，远离转子；机组启机时，随着蒸汽流量的增加，作用在每圈汽封弧块背部的蒸汽压力逐步增大，当这一压力足以克服弹簧应力、摩擦阻力等时，汽封弧块开始逐级关闭，直至处于工作状态，并始终保持与转子的最小间隙值运行；停机时，随蒸汽流量的减小，在弹簧应力的作用下，汽封弧块远离转子，使汽封与转子的径向间隙达到最大值。
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600MW汽轮机组汽封改造的经济性评价
文章通过把东方汽轮机公司的DAS汽封与传统式汽封作对比，介绍了引入东方汽轮机公司的DAS汽封技术以后，有效降低各级漏气量，确保汽轮机三缸的运行效率，尽可能减少热损耗，创造更多的经济效益。
标签：DAS汽封汽封；迷宫式汽封；经济性评价；机组热耗
1 概述
最近几年，环保意识逐渐加强，而且火电技术逐渐完善，600MW 汽轮机已经成为火力发电的重要设备，这种设备内部压力比较大，漏气现象比较严重，但是为了防止汽封片过度磨损，间隙必须维持在一定的水平。
那么汽封的质量将直接决定漏气量，优质的汽封将有效的降低系统内部的无规律振动，确保系统高度稳定。
对于汽轮机而言，迷宫式汽封将导致内部侧漏占总体损失的30%以上。
而如果是高压缸，每级叶顶泄漏损失和隔板泄漏损失在总损失中占比分别为23%与7%。
如果按照理论状态计算，叶顶间距降低2%，那么同级出力将上升2%。
通过实验实际测试与具体实践数据表明，DAS 汽封式汽封的总体侧漏量只有迷宫式汽封的三分之一～六分之一，确保转子稳定运作，有效的降低局部性摩擦。
2 机组概况
汽轮机型号：N600-24.2/566/566；汽轮机型式：超临界、一次中间再热、三缸四排汽、冲动式、单轴、双背压凝汽式；铭牌出力（TRL）：600MW；最大连续出力（TMCR）：642MW；阀门全开（VWO）下出力：670MW；额定主蒸汽流量：1715.510t/h；额定主蒸汽压力：24.2MPa；额定主蒸汽温度：566℃；额定再热蒸汽温度：566℃；额定背压：5.88kPa；最终给水温度：287.7℃；工作转速：3000r/m；保证热耗：7564kJ/kWh。
缸效率：高压缸：86.3%（含阀门压损），88.1%（不含阀门压损）；
中压缸：92.6%（含阀门压损），93.9%（不含阀门压损）；
低压缸：93.4%（含阀门压损），93.6%（不含阀门压损）。
通流级数：42。
高压缸：1个单列调节级+7个压力级；中压缸：6个压力级。
低压缸：2×2×7个压力级；末级叶片高度：1016mm；回热系统：8级（3高加+1除氧+4低加）；给水泵配置：2×50%汽动泵+1×30%电动泵；汽封系统：采用自密封系统（SSR）；轴颈振动两个方向最大值：0.05mm；临界转速时轴振动最大值：0.15mm。
3 东方汽轮机公司的DAS汽封结构与设计
汽封的质量受密封的径向间隙距离、汽封齿轮的结构两个影响因素的干扰。
东方汽轮机有限公司经过多年的研究和摸索，在铁素体迷宫汽封结构的基础上开发了新型的汽封结构——DAS汽封，对汽轮机经济性的提高和节能减排做出了巨大贡献。
DAS汽封在常规铁素体结构的基础上进行了重大改进，弥补了铁素体汽封齿在机组运行过程中被转子磨损从而使汽封间隙变大的缺点，从而达到既对转子磨损小，又不容易被转子磨损的效果，保证其密封性能。
DAS汽封把铁素体汽封的两个长齿更换成两个宽齿，并减小了汽封间隙。
如图1所示，1为DAS汽封齿，2为铁素体汽封短齿，3为铁素体汽封长齿，A为常规汽封齿设计间隙，B为DAS汽封齿设计间隙。
DAS汽封结构中，汽封齿1与转子的间隙B 比齿2、3与转子的间隙A小，汽封齿1采用宽齿结构。
在汽轮机启、停的过程中，由于过临界转速或其他异常。
4 改造方案
4.1 对机组性能的分析
根据性能诊断试验分析，汽轮机各汽缸效率均显著偏低，有必要对通流部分汽、轴封进行全面的改造以提高机组的经济性。
高中压缸平衡盘对机组热耗及高、中压缸效率影响较大。
理论计算表明：高中压缸间轴封漏汽率每增加1个百分点影响热耗率升高16.46kJ/kWh。
性能试验表明，机组运行过程中高中压平衡盘漏汽量大。
决定采用东汽公司DAS汽封产品对此处原有汽封进行改造升级，以保证此处的良好密封效果。
低压缸设计作功份额大，提高低压缸效率对经济性的影响更明显。
性能试验结果表明：低压缸效率显著低于设计值，较设计值低13.89%。
因此决定采用东汽公司DAS汽封产品或侧齿汽封对此处原有汽封进行改造升级，以提高缸效率。
为了更加有效的防止高中压轴封高品质蒸汽的外漏及低压轴封汽轮机外侧的空气向汽轮机内泄漏，决定将高低压轴封改造成DAS汽封和侧齿汽封。
根据对机组结构和性能的分析，结合汽封的改造原则，制定机组汽封改造方案如下：
4.2 汽封间隙优化调整方案
隔板汽封径向间隙优化原则如下：优化设计间隙为原设计下限圆整（+0.25，-0.05）；总装控制间隙为原设计下限圆整（+0.10，0）。
（1）以低压2级～6级为例
原设计间隙：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）；优化设计间隙（合格值）：上下1.0～1.30、左0.25～0.55、
右0.65～0.90。
总装控制间隙（目标值）：上下1.05～1.15、左0.30～0.40、右0.70～0.80。
（2）以高压2级～8级为例
原设计值：上下0.87～1.13（1.0±0.13）；左右0.25～0.51（0.38±0.13）；优化设计间隙（合格值）：上下0.80～1.10、左右0.20～0.50。
总装控制间隙（目标值）：上下0.85～0.95、左右0.25～0.35。
4.3 预期效果
汽封改造的预期效果需要考虑以下因素：
（1）计算的收益为与机组当前状态进行对比，而不是与机组采用传统汽封并调整到最佳状态进行对比；
（2）中压缸的实际状况有待揭缸检查进一步确认，目前对中压缸效率提高的程度必须保守估计；
（3）高中压缸间轴封漏汽不能完全认为是由于汽封间隙增大引起，因此减少汽封间隙对轴封漏汽量的降低程度须保守估计；
（4）按照目前机组状况，机组高压缸、中压缸轴端汽封漏汽量接近设计值，通过汽封改进使之进一步减小的空间不大；
（5）低压轴封间隙减小不能直接提高机组的经济性，但低压轴封间隙减小可使轴封供汽流量降低，自密封时所需的蒸汽流量降低，可避免高中压轴封漏汽量减小后需要额外轴封供汽的情况。
根据对汽轮机性能的分析，保守估计汽封改造后取得的效果见表1。
预计改造后可降低热耗率77.7kJ/kWh左右，约相当于降低煤耗率2.91g/kWh左右。
5 结束语
（1）维修前机组的热耗率为8266.901kg/（kW·h），检修以后的值变为7970.092kg/（kW·h），将两者对比发现，检修以后该项数值增加了185.79kg/（kW·h），整体的运行效率远远没有达到预期水平，经济性能降低值为296.809kg/（kW·h），供电煤耗的值下降了10.99g/（kW·h）。
（2）确保所有调阀处于开启状态，检修前高压缸的效率值为
83.719%，检修以后变为85.815%，而预期的设计值为87.636%，不管是检修前还是检修以后，都没有达到标准。
检修以后该项数值提高了 2.096%，机组的热损耗、中压缸效率等与设计值相差无几，低压缸的效率值为4.079%。
（3）站在经济效益的立场发现，漏气量值越小时，整齐密封效果越好，也就是说汽密间隙值越小，系统运行效率越高。
合适的汽封结构不仅仅可以降低损耗，也可以提高安全系数。
实际应用过程中，积极优化工艺流程，选择最恰当的间隙值，有利于提高系统的经济性能。
参考文献
[1]刘辉，郝红艳，张红莲，等.汽轮机汽封系统设计研究[J].汽轮机技术，2002，44（3）：159-161.
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[3]沈士一.汽轮机原理[M].重庆：重庆大学，1992.。