采用先進(jìn)汽封技術(shù)提升汽輪機(jī)性能

采用先進(jìn)汽封技術(shù)提升汽輪機(jī)性能第一頁(yè)，共87頁(yè)。主講人:寧哲2016年8月杭州第二頁(yè)，共87頁(yè)。1.汽封對(duì)機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的影響2.各種型式汽封的特點(diǎn)及應(yīng)用分析3.汽封改造方案及效益預(yù)估4.汽封改造效果評(píng)價(jià)5.結(jié)束語(yǔ)第三頁(yè)，共87頁(yè)。汽輪機(jī)通流部分設(shè)計(jì)、制造技術(shù)日臻完善漏汽損失已成為制約汽輪機(jī)效率提高的主要因素

第四頁(yè)，共87頁(yè)。高、中壓缸功率和熱耗率損失第五頁(yè)，共87頁(yè)。汽輪機(jī)性能惡化的主要原因

對(duì)于大型汽輪機(jī)，在可確認(rèn)的效率損失中，40%是由于汽封間隙過(guò)大所引起的。

第六頁(yè)，共87頁(yè)。汽封性能的優(yōu)劣，不僅影響機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性，而且影響機(jī)組可靠性

●汽輪機(jī)級(jí)間蒸汽泄漏使得機(jī)組內(nèi)效率降低

●汽封泄漏對(duì)流體主流的干擾，引起主流流場(chǎng)的變化

●軸封的蒸汽泄漏除了浪費(fèi)大量高品質(zhì)蒸汽外，外漏蒸汽進(jìn)入軸承箱還會(huì)使油中帶水，油質(zhì)乳化，潤(rùn)滑油膜質(zhì)量變差，破壞動(dòng)態(tài)潤(rùn)滑效果，引起油膜振蕩，造成機(jī)組振動(dòng)甚至燒軸瓦停機(jī)。油中進(jìn)水還可能造成調(diào)節(jié)部件銹蝕卡澀，危及機(jī)組安全。第七頁(yè)，共87頁(yè)。為了減少漏汽損失，提高機(jī)組安全性和經(jīng)濟(jì)性，國(guó)內(nèi)外有關(guān)部門(mén)對(duì)傳統(tǒng)汽封進(jìn)行了各種現(xiàn)代化改造，已陸續(xù)出現(xiàn)了許多新型汽封。●新機(jī)組在設(shè)計(jì)及制造中直接采用新新型汽封●對(duì)老機(jī)組進(jìn)行汽封現(xiàn)代化改造第八頁(yè)，共87頁(yè)。2.1傳統(tǒng)曲徑汽封（梳齒汽封）傳統(tǒng)曲徑汽封

第九頁(yè)，共87頁(yè)。利用許多依次排列的汽封齒與軸之間較小的間隙，形成一個(gè)個(gè)的小汽室，使高壓蒸汽在這些汽室中壓力逐級(jí)降低，來(lái)達(dá)到減少蒸汽泄漏的目的曲徑汽封一般每圈汽封環(huán)分成6~8塊，每個(gè)汽封塊的背部裝有平板彈簧片，彈簧片將汽封塊壓向汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子，使得汽封齒與轉(zhuǎn)子軸向間隙保持較小值，在運(yùn)行中汽封間隙不可調(diào)整。第十頁(yè)，共87頁(yè)。(1)汽輪機(jī)在起停機(jī)過(guò)程中過(guò)臨界轉(zhuǎn)速時(shí)，轉(zhuǎn)子振幅較大，若汽封徑向安裝間隙較小，汽封齒很容易磨損；(2)由于軸封漏汽量較大（尤其在汽封齒被磨損后），蒸汽對(duì)軸的加熱區(qū)段長(zhǎng)度有所增加，并且溫度也有所升高，使脹差變大，軸上凸臺(tái)和汽封塊的高、低齒發(fā)生相對(duì)位移而倒伏，造成漏汽量增加，密封效果得不到保證；(3)汽封齒與軸發(fā)生碰磨時(shí)，瞬間產(chǎn)生大量熱量，造成軸局部過(guò)熱，甚至可能導(dǎo)致大軸彎曲。所以在機(jī)組檢修時(shí)，電廠只能把汽封徑向間隙調(diào)大，以犧牲經(jīng)濟(jì)性為代價(jià)來(lái)確保機(jī)組的安全性；(4)曲徑汽封環(huán)形腔室的不均勻性，是產(chǎn)生汽流激振的重要原因，而汽輪機(jī)高壓轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的汽流激振一旦發(fā)生就很難解決，危及機(jī)組的安全運(yùn)行(5)彈簧彈性不好，或出現(xiàn)斷裂，造成漏汽量增加(6)汽封的磨損是永久性的曲徑汽封的主要缺點(diǎn)：第十一頁(yè)，共87頁(yè)。

動(dòng)畫(huà)演示第十二頁(yè)，共87頁(yè)。

迷宮齒（梳齒）磨損第十三頁(yè)，共87頁(yè)?！敖腋滋嵝А?，調(diào)整汽封間隙遵循“安裝間隙壓下限”不能一味地強(qiáng)調(diào)減小汽封間隙應(yīng)考慮運(yùn)行水平、機(jī)組振動(dòng)情況等因素來(lái)合理的選擇汽封安裝間隙。建議：傳統(tǒng)曲徑汽封依然是應(yīng)用最為廣泛的汽封，如果在運(yùn)行過(guò)程中，通過(guò)提高管理、檢修和運(yùn)行水平，進(jìn)行合理的維護(hù)工作，傳統(tǒng)曲徑汽封也能保證較好的密封效果。應(yīng)用：第十四頁(yè)，共87頁(yè)。側(cè)齒汽封是與傳統(tǒng)迷宮汽封最接近的一種新型汽封。２.2側(cè)齒汽封側(cè)齒汽封結(jié)構(gòu)圖

第十五頁(yè)，共87頁(yè)。光滑腔內(nèi)增加側(cè)齒和底齒第十六頁(yè)，共87頁(yè)。降低透氣效應(yīng)提高摩阻效應(yīng)、熱力學(xué)效應(yīng)、流束收縮效應(yīng)

普通梳齒汽封側(cè)齒迷宮汽封２.2側(cè)齒汽封第十七頁(yè)，共87頁(yè)。“梳齒汽封：由于汽封齒之間空腔內(nèi)形成的漩渦流動(dòng)，將泄漏射流動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能，起到了常規(guī)密封作用。”高低齒汽封子午平面速度矢量圖漩渦漩渦漩渦漩渦漩渦漩渦漩渦漩渦漩渦漩渦漩渦漩渦側(cè)齒汽封子午平面速度矢量圖“由于側(cè)齒的分割作用，渦流區(qū)耗散強(qiáng)度增加，汽封腔室中的湍流特性變得更加復(fù)雜，在側(cè)齒周圍形成幾個(gè)漩渦?！钡谑隧?yè)，共87頁(yè)。梳齒汽封的流場(chǎng)圖側(cè)齒汽封的流場(chǎng)圖第十九頁(yè)，共87頁(yè)。綜上，由于側(cè)齒的存在，相當(dāng)于把單一汽封腔室分割成多份，在汽封腔室內(nèi)形成更多的大小漩渦，相應(yīng)的熱力學(xué)效應(yīng)和摩阻效應(yīng)大大增加，汽體渦流的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能更為強(qiáng)化。據(jù)有關(guān)單位測(cè)試：“側(cè)齒汽封的漏氣量明顯低于高低齒汽封的漏氣量。側(cè)齒汽封漏氣量為高低齒汽封的71.61%”。第二十頁(yè)，共87頁(yè)。與傳統(tǒng)汽封最為接近，安全可靠性高。側(cè)齒的設(shè)置有效的阻止了蒸汽泄漏，大大降低了漏氣損失，與高低齒汽封比較可減少漏氣量25%以上?？梢砸廊徊捎檬椠X汽封的安裝調(diào)試方式，檢修安裝人員無(wú)需再經(jīng)過(guò)技術(shù)培訓(xùn)。使用范圍較廣（隔板、過(guò)橋、軸端等）。要有先進(jìn)的成型工藝作保障專利技術(shù)、獨(dú)家生產(chǎn)第二十一頁(yè)，共87頁(yè)。安裝在機(jī)組上的側(cè)齒汽封已成功在國(guó)內(nèi)300MW、600MW等多臺(tái)機(jī)組上應(yīng)用。第二十二頁(yè)，共87頁(yè)。2.3蜂窩式汽封上世紀(jì)90年代初，美國(guó)航天科學(xué)家在研究航天飛機(jī)液體燃料蝸輪泵的密封問(wèn)題時(shí)，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)蜂窩狀的汽封可產(chǎn)生很好的密封效果,于是蜂窩式汽封便開(kāi)始在航天飛機(jī)、飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)及燃?xì)廨啓C(jī)上推廣應(yīng)用。根據(jù)蜂窩狀阻汽原理設(shè)計(jì)蜂窩式汽封組件包括汽封環(huán)、蜂窩帶、調(diào)整塊和調(diào)整墊片等部件。第二十三頁(yè)，共87頁(yè)。

蜂窩汽封局部圖

第二十四頁(yè)，共87頁(yè)。增加了密封的當(dāng)量齒數(shù)，減少了泄漏量；蜂窩的吐納作用阻滯流體泄漏，從而使泄露量減少；蜂窩狀結(jié)構(gòu)具有良好能量耗散功能，可形成阻礙沿軸向流動(dòng)的工質(zhì)泄漏的有效屏障。蜂窩式汽封密封機(jī)理第二十五頁(yè)，共87頁(yè)。蜂窩式汽封特點(diǎn)(1)蜂窩帶由合金制成，耐高溫、質(zhì)地較軟，與轉(zhuǎn)子碰磨時(shí)，對(duì)轉(zhuǎn)子傷害較輕；(2)蜂窩帶釬焊在曲徑式汽封相鄰高齒中間部位，尺寸較寬，軸上凸臺(tái)始終對(duì)著蜂窩帶，能保持良好的密封間隙；(3)蜂窩式汽封的安裝間隙可取原標(biāo)準(zhǔn)間隙的下限，密封間隙較小，此外蜂窩結(jié)構(gòu)相對(duì)于曲徑汽封的環(huán)形腔室可大大降低泄露蒸汽的流速，使渦流阻尼作用增強(qiáng)，進(jìn)入蜂窩孔的蒸汽充滿蜂窩孔后反流出，對(duì)迎面泄漏來(lái)的蒸汽產(chǎn)生阻滯作用，因此密封效果較好，試驗(yàn)表明，在相同汽封間隙和壓差的條件下，蜂窩式汽封比曲徑汽封平均減小泄漏損失約30%～50%；(4)每個(gè)蜂窩帶都可收集水，并通過(guò)背部的環(huán)形槽將水疏出，提高濕蒸汽區(qū)葉片通道上的去濕能力，減少末幾級(jí)動(dòng)葉的水蝕，其缺點(diǎn)是易于結(jié)垢；(5)蒸汽充滿蜂窩孔后反流出，在軸的汽封套表面形成一層汽墊，增強(qiáng)了軸的振動(dòng)阻尼，削弱軸的振動(dòng)，阻礙了汽流激振的形成。第二十六頁(yè)，共87頁(yè)。蜂窩迷宮汽封

第二十七頁(yè)，共87頁(yè)。采用蜂窩汽封改造后的隔板汽封和葉頂汽封

第二十八頁(yè)，共87頁(yè)。采用蜂窩汽封改造后的低壓軸封

第二十九頁(yè)，共87頁(yè)。蜂窩式汽封的二種現(xiàn)象分析

目前蜂窩式汽封在推廣應(yīng)用過(guò)程中存在著二種現(xiàn)象應(yīng)當(dāng)引起重視：其一：國(guó)內(nèi)經(jīng)銷蜂窩式汽封的公司過(guò)多過(guò)雜，其產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊，導(dǎo)致汽封改造效果難以保證。擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、掌握精湛設(shè)計(jì)技術(shù)、具備先進(jìn)制造手段、有強(qiáng)大的持續(xù)改進(jìn)能力、有完善的質(zhì)量保證體系、取得突出的改造業(yè)績(jī)、信譽(yù)良好的公司應(yīng)該作為首選。其二：在有些汽封改造項(xiàng)目中把單臺(tái)機(jī)組上所有的軸封和隔板汽封全改為蜂窩式汽封，這種改造未必能達(dá)到滿意的效果。在某些部位(例如：高中壓缸之間的過(guò)橋汽封)換成其它形式的先進(jìn)汽封(例如：自調(diào)整汽封)，可能會(huì)收到更好的效果第三十頁(yè)，共87頁(yè)。2.4自調(diào)整汽封自調(diào)整汽封第三十一頁(yè)，共87頁(yè)。自調(diào)整汽封是在1987年由美國(guó)GE公司雇員RonBrandon提出并完成設(shè)計(jì)制造，并取得了ABE專利將螺旋彈簧安裝在兩個(gè)相鄰汽封塊的垂直斷面，并在汽封塊上加工出蒸汽槽，以便在汽封塊背部通入蒸汽，汽封齒仍采用傳統(tǒng)的梳齒式。第三十二頁(yè)，共87頁(yè)。在自由狀態(tài)和空負(fù)荷工況時(shí)，汽封塊在螺旋彈簧的彈力作用下張開(kāi)，使徑向間隙達(dá)(1.75~2.00)mm，大于傳統(tǒng)汽封0.75mm的間隙值，避免或減輕了機(jī)組起停過(guò)程中過(guò)臨界轉(zhuǎn)速時(shí)，由于振動(dòng)及變形而導(dǎo)致的汽封齒與軸碰磨。隨著負(fù)荷增加，汽封塊背部所承受的蒸汽壓力逐漸增大并克服彈簧張力，使汽封塊逐漸合攏，徑向間隙逐步減小，一般設(shè)計(jì)在20%額定負(fù)荷時(shí)，各級(jí)汽封塊完全合攏，達(dá)到設(shè)計(jì)最小徑向間隙(0.25~0.50)mm，小于傳統(tǒng)曲徑汽封的間隙值。第三十三頁(yè)，共87頁(yè)。具有”收放”功能汽封的工作過(guò)程請(qǐng)注意彈簧動(dòng)作前后的漏汽量的變化第三十四頁(yè)，共87頁(yè)。

機(jī)組在啟動(dòng)過(guò)程中的振動(dòng)特性（針對(duì)60Hz的機(jī)組）第三十五頁(yè)，共87頁(yè)。自調(diào)整汽封的安裝條件是汽封塊背部須有足夠大的壓差，因此僅可以使用在高、中壓缸隔板汽封和軸封，而低壓部分不適用。1994年國(guó)內(nèi)有關(guān)部門(mén)引進(jìn)自調(diào)整汽封技術(shù)，從國(guó)內(nèi)電廠汽封的實(shí)際改造情況來(lái)看，對(duì)自調(diào)整汽封應(yīng)用效果的評(píng)價(jià)褒貶不一，自調(diào)整汽封應(yīng)用中兩個(gè)最主要的問(wèn)題是彈簧質(zhì)量和卡塞，對(duì)蒸汽品質(zhì)要求較高。第三十六頁(yè)，共87頁(yè)。(1)冷態(tài)起動(dòng)脹差較大，在起動(dòng)和初始負(fù)荷階段，汽封在彈簧作用下，處于全開(kāi)位置，此時(shí)間隙最大，汽封漏汽量大，轉(zhuǎn)子加熱快，若汽缸加熱滯后，易出現(xiàn)較大的正脹差；(2)運(yùn)行中汽封塊不能完全合攏，有些機(jī)組由于自調(diào)整汽封加工尺寸、彈簧質(zhì)量或安裝工藝等方面存在問(wèn)題，使得機(jī)組在運(yùn)行中汽封塊不能完全合攏，因此需要選擇質(zhì)量可靠的產(chǎn)品，并保證實(shí)施時(shí)具有精湛的安裝工藝；(3)起停機(jī)時(shí)汽封塊打不開(kāi)，若汽水品質(zhì)差，通流積垢嚴(yán)重，汽封塊被卡死，停機(jī)過(guò)程不能打開(kāi)。再次起機(jī)時(shí)，因汽封間隙較小而出現(xiàn)動(dòng)靜碰磨，損傷齒、軸，并可能產(chǎn)生振動(dòng)。使用自調(diào)整汽封應(yīng)關(guān)注的問(wèn)題：第三十七頁(yè)，共87頁(yè)。Turbocare公司進(jìn)行的設(shè)計(jì)改進(jìn)彈簧設(shè)計(jì)的改進(jìn)（1）彈簧材料的改進(jìn)

通過(guò)改進(jìn)彈簧材料性能，避免了早期布萊登汽封材料處于過(guò)應(yīng)力的問(wèn)題，有效降低了彈簧發(fā)生斷裂或永久變形的可能性。彈簧變形失效示意圖(彈簧變短)原始設(shè)計(jì)：閉合時(shí)，彈簧可能會(huì)卡在未對(duì)準(zhǔn)位置的彈簧上，使汽封塊無(wú)法正常移動(dòng)。改進(jìn)設(shè)計(jì)：只有一端插入汽封段，另一端自由碰觸在相鄰汽封段的端口。避免了彈簧橫跨相鄰的汽封塊，使每一個(gè)汽封段可以無(wú)障礙的移動(dòng)。（2）彈簧槽的改進(jìn)第三十八頁(yè)，共87頁(yè)。汽封環(huán)收放模型改進(jìn)原始設(shè)計(jì)：360°模型。上部和下部彈簧受力不均勻(下部每個(gè)彈簧都需要支撐6個(gè)汽封段中41%的質(zhì)量(150o)

)，可能導(dǎo)致上、下部不能閉合到設(shè)計(jì)位置。改進(jìn)設(shè)計(jì)：180°模型。通過(guò)位于水平接口處或其附近的栓或銷來(lái)控制上下180o之間的相互作用。第三十九頁(yè)，共87頁(yè)。汽封環(huán)閉合順序優(yōu)化

傳統(tǒng)閉合方式為順序閉合，但在實(shí)際應(yīng)用中存在汽封塊不能完全閉合的問(wèn)題！Turbocare公司采用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)方法精確計(jì)算分析了通過(guò)汽封進(jìn)汽槽道及汽封弧段四周的蒸汽流量，精確地計(jì)算出了用于封閉汽封弧段的壓力，通過(guò)進(jìn)氣槽道的優(yōu)化，提高了汽封的閉合特性！第四十頁(yè)，共87頁(yè)。

改進(jìn)前、后汽封環(huán)閉合概率對(duì)比第四十一頁(yè)，共87頁(yè)。汽封齒應(yīng)力分析優(yōu)化改進(jìn)設(shè)計(jì)：裝配式汽封齒改進(jìn)為整體式汽封齒。優(yōu)點(diǎn)：有效減小了汽封齒的峰值應(yīng)力、提高了汽封齒的固有頻率，從而減小了可能出現(xiàn)的齒斷裂現(xiàn)象第四十二頁(yè)，共87頁(yè)。轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)分析優(yōu)化

通過(guò)加裝多級(jí)反漩渦汽封環(huán)結(jié)構(gòu)改善轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)特性第四十三頁(yè)，共87頁(yè)。通過(guò)一系列的改進(jìn)很好地解決了早期自調(diào)整汽封存在的問(wèn)題，使自調(diào)整汽封的綜合性能得到顯著提升。到目前為止，Turbocare公司的自調(diào)整汽封已經(jīng)在全世界范圍內(nèi)超過(guò)750臺(tái)各類型機(jī)組上得到應(yīng)用，有效改善了這些機(jī)組的性能，并取得可觀的經(jīng)濟(jì)效益。第四十四頁(yè)，共87頁(yè)。適用范圍自調(diào)整汽封只適用于高、中壓缸部分，在低壓部分不適用！第四十五頁(yè)，共87頁(yè)?！岸ㄖ品?wù)”是自調(diào)整汽封改造的關(guān)鍵自調(diào)整汽封的使用效果受設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)整、運(yùn)行等多方面因素影響自調(diào)整汽封是一種需要“定制服務(wù)”的密封產(chǎn)品汽封塊背部蒸汽壓力與彈簧壓力的平衡是使用過(guò)程中汽封環(huán)能否順利閉合和打開(kāi)的的關(guān)鍵因素。只有自調(diào)整汽封設(shè)計(jì)與所應(yīng)用機(jī)組的結(jié)構(gòu)、狀態(tài)、運(yùn)行參數(shù)等精確匹配時(shí)，自調(diào)整汽封才能發(fā)揮最佳的效果第四十六頁(yè)，共87頁(yè)。2.5刷式汽封自調(diào)整刷式汽封動(dòng)葉頂刷式汽封第四十七頁(yè)，共87頁(yè)。具有”收放”功能刷式汽封的工作過(guò)程請(qǐng)注意彈簧動(dòng)作前后的漏汽量和刷子的工作狀態(tài)第四十八頁(yè)，共87頁(yè)。美國(guó)TurboCare專利技術(shù)第四十九頁(yè)，共87頁(yè)。在中國(guó)也申請(qǐng)了專利第五十頁(yè)，共87頁(yè)。

刷子片的結(jié)構(gòu)，刷毛可快速移動(dòng)以便適應(yīng)轉(zhuǎn)子的過(guò)渡過(guò)程第五十一頁(yè)，共87頁(yè)。減少密封磨損/發(fā)熱

壓力平衡腔標(biāo)準(zhǔn)刷式密封壓力平衡刷式密封作用在刷密封上的凈軸向載荷大作用在刷密封上的凈軸向載荷小第五十二頁(yè)，共87頁(yè)?？蓪?dòng)葉葉頂汽封間隙由設(shè)計(jì)值0.75mm減小至0.45mm；隔板汽封可由設(shè)計(jì)值0.75mm縮小至0.051mm（近0間隙）；汽封間隙的降低使得密封效果得到改善，汽輪機(jī)缸效率提高；刷子汽封是唯一一種實(shí)用型柔性汽封，其他類型汽封都將面臨在汽機(jī)暫態(tài)不穩(wěn)定工況時(shí)的永久磨損問(wèn)題；可應(yīng)用于軸封、隔板汽封、平衡盤(pán)汽封及葉頂汽封等各個(gè)部位；可有效遏制軸振；由于刷子材料的特殊性、加工工藝的特定性，具有不可模仿性即每個(gè)客戶的汽封服務(wù)包括汽封本體都是唯一的，不可替代的；使用壽命長(zhǎng)達(dá)15年以上；單級(jí)承壓范圍上至300Psi（21.09Kgf/cm2）；可應(yīng)用在上至1300MW容量機(jī)組?？墒辗攀剿⒆悠獾膬?yōu)勢(shì)第五十三頁(yè)，共87頁(yè)。直接將迷宮汽封長(zhǎng)齒更換為刷絲束形成的刷式汽封(國(guó)產(chǎn)刷式汽封的做法)很容易在機(jī)組啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生刷絲束磨光的現(xiàn)象。甚至造成刷式汽封后擋板與汽輪機(jī)軸直接接觸，對(duì)軸造成損傷，影響機(jī)組安全運(yùn)行。Turbocare將刷式汽封與自調(diào)整汽封結(jié)合起來(lái)形成可調(diào)整刷式汽封，從而有效地避免了刷絲束的磨損，保證了刷式汽封的長(zhǎng)期密封效果，同時(shí)提高了機(jī)組運(yùn)行的安全性。關(guān)于刷式汽封與可收放式的結(jié)合第五十四頁(yè)，共87頁(yè)。第五十五頁(yè)，共87頁(yè)。

資料顯示刷式汽封的使用壽命約8~10年，上圖為一個(gè)使用6~7年后的刷式汽封，汽封仍保持完好。

第五十六頁(yè)，共87頁(yè)。刷式汽封與汽輪機(jī)軸接觸而被磨光的區(qū)域第五十七頁(yè)，共87頁(yè)。韓國(guó)某電廠GE公司375MW機(jī)組采用刷式汽封后，高壓缸效率提高2.6%，中壓缸效率提高2%，大修綜合改進(jìn)效果為：機(jī)組出力提高約14MW，熱耗率降低約3%。刷式汽封在世界范圍內(nèi)已在超過(guò)100臺(tái)機(jī)組上成功應(yīng)用，在韓國(guó)有超過(guò)50臺(tái)的應(yīng)用實(shí)例，機(jī)組容量包括200MW、350MW、500MW和800MW，汽輪機(jī)廠家有GE、Hitachi、Alsthom等第五十八頁(yè)，共87頁(yè)。第五十九頁(yè)，共87頁(yè)。第六十頁(yè)，共87頁(yè)。第六十一頁(yè)，共87頁(yè)。2009-4-13同韓國(guó)保寧電廠人員進(jìn)行技術(shù)交流

第六十二頁(yè)，共87頁(yè)。２００９－７－２８華能丹東電廠（1）第六十三頁(yè)，共87頁(yè)。２００９－７－２８華能丹東電廠（2）第六十四頁(yè)，共87頁(yè)。2010年5月訪美（1）2010年5月訪美（1）第六十五頁(yè)，共87頁(yè)。2010年5月訪美（2）第六十六頁(yè)，共87頁(yè)。2010年5月訪美（3）2010年5月訪美（3）第六十七頁(yè)，共87頁(yè)。2.6接觸式汽封

在原汽封圈中間加工出一個(gè)T形槽，將接觸式汽封裝入該槽內(nèi)，接觸式汽封環(huán)背部彈簧產(chǎn)生預(yù)壓緊力，使汽封齒始終與軸接觸。接觸式汽封的汽封齒為復(fù)合材料，耐磨性好，具有自潤(rùn)滑性。第六十八頁(yè)，共87頁(yè)。

接觸式汽封特點(diǎn)：（1）汽封齒直接與軸（套）接觸，全面起到阻流作用；（2）接觸汽封齒背部設(shè)有單獨(dú)的彈簧壓力系統(tǒng)，具有自動(dòng)跟蹤轉(zhuǎn)軸，尤其是汽輪機(jī)啟停時(shí)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跟蹤、自動(dòng)補(bǔ)償，完全無(wú)間隙運(yùn)行；（3）具有精確限位裝置，具有很高靈敏度，適應(yīng)轉(zhuǎn)軸偏擺及晃動(dòng)；（4）接觸汽封齒材料耐高溫700℃，具有耐磨性；（5）接觸汽封齒材料為復(fù)合材料，具有自潤(rùn)滑性。第六十九頁(yè)，共87頁(yè)。

接觸式汽封的應(yīng)用及注意點(diǎn)：

接觸式汽封已經(jīng)成功應(yīng)用于在國(guó)內(nèi)多臺(tái)汽輪機(jī)上。從使用效果來(lái)看，接觸式汽封應(yīng)用于低壓缸軸端汽封時(shí)，能夠顯著減少空氣向低壓缸的泄漏，有效改善空氣漏入對(duì)低壓缸真空的破壞。值得注意的是，由于接觸式汽封與軸直接接觸的特性，在汽輪機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中，可能影響轉(zhuǎn)子熱膨脹，也可能出現(xiàn)退讓不暢造成的轉(zhuǎn)子碰磨現(xiàn)象?；谏鲜隹紤]，建議在使用接觸式汽封時(shí)，留有一定的安裝間隙(冷態(tài)間隙)是必要的。第七十頁(yè)，共87頁(yè)。安裝在機(jī)組上的接觸式汽封

第七十一頁(yè)，共87頁(yè)。2.7鐵素體汽封和銅汽封

傳統(tǒng)曲徑汽封齒的汽封體材料為15CrMo，其適用溫度范圍為550℃以下。當(dāng)超過(guò)550℃時(shí)，材料組織的不穩(wěn)定性加劇，高溫氧化速度增加，持久強(qiáng)度顯著下降。實(shí)際運(yùn)行中若汽封經(jīng)常發(fā)生超溫，可能會(huì)使汽封體發(fā)生變形，造成汽封圈抱軸，甚至發(fā)生彎軸事故。國(guó)內(nèi)已有制造廠對(duì)于高、中壓缸采用鐵素體汽封代替合金鋼汽封，低壓缸采用銅合金汽封代替原設(shè)計(jì)的合金鋼汽封。鐵素體材料即使淬火，也不會(huì)被淬硬，所以用作汽封齒可采用較小的安裝間隙。同樣，銅汽封用在低壓缸也可以采用較小的安裝間隙。第七十二頁(yè)，共87頁(yè)。3、汽封改造方案及效益預(yù)估汽封改造方案的總體原則：根據(jù)性能分析的結(jié)果，結(jié)合機(jī)組結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和各種汽封的技術(shù)特點(diǎn)，合理組合使用各種型式的汽封，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的機(jī)組經(jīng)濟(jì)性提升。第七十三頁(yè)，共87頁(yè)。汽封改造方案論證汽封改造方案影響因素分析機(jī)組性能分析機(jī)組型式及結(jié)構(gòu)影響機(jī)組實(shí)際狀態(tài)與設(shè)計(jì)的偏差機(jī)組性能分析關(guān)注以下幾個(gè)方面：熱耗率缸效率高中壓過(guò)橋汽封高中壓軸端汽封低壓缸軸端汽封自密封系統(tǒng)根據(jù)機(jī)組的結(jié)構(gòu)及參數(shù)特點(diǎn)，在不同的部位選擇適當(dāng)?shù)钠庑褪剑欣谔岣吒脑煨Ч?，提高機(jī)組性能的，并兼顧降低改造成本。另外，能否在某部位采用某種汽封型式也可能受到機(jī)組該部位結(jié)構(gòu)的制約。指在制定汽封改造方案時(shí)，應(yīng)對(duì)運(yùn)行過(guò)程中汽缸和轉(zhuǎn)子變形及對(duì)汽封徑向間隙及軸向距離的影響予以考慮。適應(yīng)機(jī)組存在的特殊問(wèn)題汽封引起的氣流激振，優(yōu)先考慮使用蜂窩汽封或者帶反渦流導(dǎo)葉的汽封。啟動(dòng)時(shí)振動(dòng)大的機(jī)組，優(yōu)先選擇可調(diào)汽封。在圓周方向汽封磨損不均勻，對(duì)各方向上汽封間隙調(diào)整采用不同的控制指標(biāo)。第七十四頁(yè)，共87頁(yè)。汽封改造方案論證改造方案實(shí)例國(guó)內(nèi)某電廠350MW機(jī)組汽封改造方案美國(guó)Turbocare公司資料中介紹改造方案將不同廠家、多種型式的汽封應(yīng)用在這臺(tái)機(jī)組的汽封改造中將同一廠家的4種汽封（傳統(tǒng)汽封、葉頂刷式汽封、自調(diào)整汽封及自調(diào)整刷式汽封）應(yīng)用在同一臺(tái)機(jī)組高中壓缸汽封改造中第七十五頁(yè)，共87頁(yè)。第七十六頁(yè)，共87頁(yè)。第七十七頁(yè)，共87頁(yè)。汽封改造效果預(yù)估方法調(diào)研類比法熱力計(jì)算法查閱手冊(cè)法通過(guò)對(duì)比已有的同類型機(jī)組的汽封改造效果，預(yù)估本次汽封改造效果。進(jìn)行調(diào)研時(shí)，法應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題：對(duì)汽封效果的客觀分析評(píng)價(jià)對(duì)機(jī)組型式和適用性的考慮取得完整的運(yùn)行數(shù)據(jù)除使用效果外，還應(yīng)注意汽封使用中容易出現(xiàn)的問(wèn)題指利用一定的計(jì)算模型直接計(jì)算汽封改造的預(yù)期收益。目前主要有以下幾種方法：全三維CFD計(jì)算。目前主要應(yīng)用于通流部分優(yōu)化設(shè)計(jì)以及汽封設(shè)計(jì)和優(yōu)化，很少用于汽封改造效果預(yù)估，技術(shù)難度大、成本高。通流部分熱力計(jì)算。計(jì)算準(zhǔn)確性很大程度上依賴于損失模型及經(jīng)驗(yàn)系數(shù)的設(shè)定。TPRI軟件及算例（自主軟件+測(cè)繪數(shù)據(jù)）熱力系統(tǒng)變工況。即通過(guò)變工況計(jì)算確定缸效率變化及軸封漏汽量變化等對(duì)熱耗率及煤耗的影響。指利用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過(guò)查閱手冊(cè)計(jì)算汽封改造收益。通常用給定部位的汽封間隙每降低單位長(zhǎng)度所對(duì)應(yīng)的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)的變化來(lái)進(jìn)行快捷計(jì)算。美國(guó)TurboCare公司收益估算的例子第七十八頁(yè)，共87頁(yè)。汽封改造效益預(yù)估應(yīng)關(guān)注的幾個(gè)問(wèn)題準(zhǔn)確預(yù)估改造效果比較困難對(duì)比的基準(zhǔn)的確定對(duì)比的時(shí)間段的確定第七十九頁(yè)，共87頁(yè)。4、汽封改造效果評(píng)價(jià)理論計(jì)算評(píng)估法性能試驗(yàn)評(píng)價(jià)方法間接判斷評(píng)估法指根據(jù)汽封改造前后汽封間隙的變化，結(jié)合汽封結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，按照一定的計(jì)算模型進(jìn)行的改造效果評(píng)價(jià)方法。目前在工程實(shí)踐中，這種方法多用于汽封改造效果預(yù)估，很少用于對(duì)汽封改造效果的評(píng)價(jià)。根據(jù)汽封改造前、后軸封母管的工作壓力、溫度，低壓缸的自密封情況，軸加溫升等運(yùn)行參數(shù)或指標(biāo)變化情況，判斷經(jīng)過(guò)大修或汽封改造前、后汽封工作狀態(tài)的變化，來(lái)間接評(píng)估汽封改造的效果。這種方法屬于定性評(píng)估，在實(shí)際工程應(yīng)用中有很大的局限性，難以做到定量的效果評(píng)價(jià)。指采用汽輪機(jī)性能試驗(yàn)的方法，實(shí)際測(cè)試經(jīng)過(guò)汽封改造前、后機(jī)組的狀態(tài)，根據(jù)性能試驗(yàn)得到的汽輪機(jī)各主要參數(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)（熱耗率、出力、各缸效率等）直接評(píng)價(jià)汽封改造效果。這種方法是目前國(guó)內(nèi)外廣泛采用的方法。第八十頁(yè)，共87頁(yè)。第八十一頁(yè)，共87頁(yè)。第八十二頁(yè)，共87頁(yè)。電廠名稱：

華能丹東電廠，裝有2臺(tái)從美國(guó)進(jìn)口的350MW亞臨界機(jī)組汽封改造技術(shù)：

2009年2號(hào)汽輪機(jī)大修期間，采用美國(guó)Turbocare公司的汽封技術(shù)進(jìn)行改造改造范圍：

高壓第2級(jí)至第10級(jí)動(dòng)葉片葉頂采用刷式汽封、中壓第1級(jí)至第4級(jí)動(dòng)葉片葉頂采用刷式汽封；在中壓第2級(jí)至第8級(jí)隔板上采用可調(diào)式汽封；高壓排汽平衡環(huán)處采用4道可調(diào)式汽封。在2號(hào)機(jī)投產(chǎn)初期，曾由Turbocare公司采用可調(diào)式汽封對(duì)高中壓間過(guò)橋汽封進(jìn)行過(guò)技術(shù)改造，本次大修更換了此處可調(diào)汽封的彈簧。汽封改造效益預(yù)估Turbocar