汽轮机新型蜂窝式汽封改造
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汽轮机新型蜂窝式汽封改造
一、项目背景
为了降低我厂各项能耗指标、污染物排放水平及发电成本，通过现场调研和测试，结合机组运行数据和试验数据分析、计算，得出影响我厂热电联产机组运行经济性技术指标与设计值之差的各种因素，定量计算这些因素对机组经济性技术指标的影响，得出了机组能耗损失的主要分布和主要原因。为了减少汽轮机内部及外部的漏汽损失，提高机组效率和安全可靠性，需对汽轮机各级隔板（通常称为级间）汽封及轴端汽封由传统的疏齿式汽封改造为新型蜂窝式汽封。以提高机组热效率，降低煤耗。
二、项目提出的依据
通过测试，纯凝工况下，我厂几台汽轮机热耗率分别比设计值偏高8.7%到11.3%不等，造成发电煤耗升高36g/(kW•h)到43g/(kW•h)。影响热耗率偏高的主要原因包括：汽轮机通流效率低，热力系统严密性差(内漏和外漏)、加热器性能差以及主蒸汽参数等。
我厂汽轮机组的汽封为迷宫式梳齿汽封，汽轮机转子中心的运行轨迹是椭圆形轨迹。在汽机启、停机过程中，当转子达到临界转速时，转子的振动最大。在转子中心轨迹长轴方向上，转子势必要接触汽封的密封齿。当汽轮机高速旋转的转子和汽封齿接触时，一方面汽封齿迅速被磨掉，密封间隙得不到保障。另一方面，即便汽封齿做的很薄，如果和轴接触时间较长，也同样发生汽轮机转子被磨损的现象，使得转子局部瞬间发热造成大轴弯曲，安全性很差。
鉴于以上原因，在安装汽封时，一般把汽封间隙作的很大，以牺牲经济效益为代价来获得机组的安全。另一方面，齿间为环形腔室,蒸汽的环形流动减小了涡流降速效果，使漏汽量增大,极易造成气流激振。再则，机组在启、停机过程中，若操作不当，转子和汽缸受热情况的不同，易出现胀差较大的情况，汽封短齿很容易出现在运行中因碰磨而发生变形、倒伏或磨损“掉台”（即短齿对不上轴上的凸台），长齿被拉弯现象，密封间隙得不到保证，造成漏汽量大增。
由于上述原因均使漏汽量增大，从而可能导致下述严重后果：
1、机组运行过程中，蒸汽漏入润滑油内，破坏油质，甚至造成油质乳化, 威
胁机组安全运行。
2、漏汽量增大，汽流激振，蒸汽振荡造成机组振动，直接威胁机组安全运行。
3、级间漏汽量增大，汽机级效率降低，导致各缸内效率降低，因而引起汽耗和煤耗增加。
4、高、低压轴端汽封密封不严，引起真空降低，汽机效率下降，煤耗增大。
5、梳齿式汽封易磨损，使用寿命短，在机组每次大修时必须进行更换，且检修工艺繁琐，耗费人力物力，且汽封间隙的测量采用传统的压胶布方法，精确度较差，汽封间隙值不易保证，也是造成机组热效率降低的原因之一。
在同样的压力和间隙条件下，蜂窝式密封与传统梳齿式汽封相比，泄漏量将减少70%左右；同时减少轴封的供汽量，使更多的蒸汽作有用功，并有助于降低轴加风机负担；另外，换可有效解决油中进水问题。从而达到降能节耗的效果。
由于MFW蜂窝式密封特殊的结构模式，在应用部位可有效消除汽流激振的发生，防止机组振动，确保机组的安全稳定运行。
三、实施方案
高、中压缸的轴端汽封与隔板汽封，因其内侧蒸汽压力及温度都较高，经内侧汽封后，漏汽的压力降低，此后再经过密封性能良好的蜂窝式密封，可有效解决机组蒸汽外漏的问题。并且由于此机组轴封系统是将内侧汽封的漏汽可用于外部汽封的供汽，工质可得到回收利。
由于汽轮机为回转机械，转子必须与缸体有一定间隙，仅靠机械式密封不可能彻底解决漏汽问题。汽轮机的轴端汽封与隔板汽封，因其内侧蒸汽压力及温度都较高，经内侧汽封后，漏汽的压力降低，蜂窝式密封，可有效解决机组蒸汽外漏及内漏的问题，从而提高机组热效率，达到降能节耗的效果。
将1、2、8、9、10号机组轴端汽封及隔板汽封由传统梳齿式汽封改为新型蜂窝式汽封，以提高机组运行的经济性。并由厂家来人现场进行测绘，并进行汽封间隙调整及安装；其间隙应进行准确测量，对汽封间隙按下限进行调整。
高、低压轴封及隔板汽封改造工艺程序为：
现场测绘→加工制作→安装调整→试运行→检查验收→施工总结
由新型蜂窝式汽封专业制造厂家现场进行测绘、设计制造，并进行安装调整，我厂负责安装调试全过程的各工艺标准及质量监督监督。
四、投资槪算
1、2号机组高、低压轴封：19道/台；2×19=38道；
隔板汽封：29道/台；2×29=58道；
7号机组高、低压轴封：15道；
隔板汽封：15道；
8、9号机组高、低压轴封：13道/台；2×13=26道；
隔板汽封：16道/台；2×16=32道；
10号机组高、低压轴封：16道；
隔板汽封：13道；
共计213道，对1、2、7、8、9、10号机组高低压轴封、隔板汽封改造共需220万元。
五、经济效益分析
新型蜂窝式汽封与传统梳齿式汽封相比，泄漏量将减少70%左右；同时减少轴封的供汽量，使更多的蒸汽作有用功，并有助于降低轴加风机负担；由于此机组轴封系统是将内侧汽封的漏汽可用于外部汽封的供汽，工质可得到回收利用。且由于蜂窝式密封特殊的结构模式，在应用部位可有效消除汽流激振的发生，防止机组振动，确保机组的安全稳定运行。从而提高机组效率，达到降能节耗的效果。另外，更换后可有效解决油中进水问题。
经改造后，能够减少轴封及级间漏汽量50-70%，可提高机组效率1%-2%。降低煤耗0.8%-2%，我厂发电煤耗以500g/(KW.h)计算，也就是说每度电降低煤耗4-10克。
每年每台机组发电按6000小时计算，每年可节煤：
（25+25+25+12+12+12）MW×6000h×（4--10）g/KWh=2664--6660t
每吨煤按300元计算，即每年可节省80-200万元，蜂窝汽封的使用可至少使用两个大修周期，经济效益将更为可观。投资回收期为两至三年。将梳齿式汽封改造为新型蜂窝式汽封，可有效解决机组的内部及外部损失，保证真空度，大幅度提高机组效率。
六、结论
通过将传统疏齿式汽封改造为新型蜂窝式汽封，可减少汽轮机内部及外部的
漏汽损失，消除汽流激振的发生，防止机组振动，有效解决油中进水问题，确保机组的安全稳定运行，从而提高机组热效率，达到降能节耗的效果。
