汽轮机汽封系统节能改造分析

低碳技术　ＬｏＷ　ｃＡＲＢ０Ｎ　ＷｏＲＬＤ　２０１６，ｌ２　

汽轮机汽封系统节能改造分析　

余帆，亢凯（国网福建节能服务有限公司，福州３５００００）　

【摘要】介绍了刷式汽封Ｗ－ｒ－作原理和结构特点，以某３００ＭＷ燃煤机组刷式汽封改造为案例，通过修前、修后效率试验对改造前后的机组热　

耗及高中压缸效率进行对比，分析了刷式汽封在燃煤机组汽轮机改造中的节能效果，并提出了提出相关节能改造建议。　

【关键词】燃煤机组；汽封ｉ节能改造　

【中图分类号】ＴＫ２６３．２　【文献标识码】Ａ　【文章编号］２０９５—２０６６（２０１６）３５—００４４—０２　

１概述　

汽轮机正常运行时，在汽轮机级内。由于主轴穿出汽缸处　

存在径向间隙，在内外差压的作用下．在隔板和主轴的之间、　

动叶顶部与汽缸（或隔板套）的间隙处。存在级闻蒸汽由高压　端向低压端泄漏的情况：此外在汽轮机的高压端或高压缸两　

端、低压端或低压缸的两端，也存在高中压缸的高压蒸汽往外　

泄漏、低压缸空气漏入汽缸的情况。这些都将使降低汽轮机各　

级效率，并降低真空、增大凝结水损失，同时还将增加真空泵　

出力，增加厂用电率，使机组供电煤耗上升［１】。因此，在汽轮机　

设计过程中。广泛采用齿形曲径汽封阻挡上述各处的漏汽，以　

提高汽轮机的效率　

刷式汽封是继布莱登汽封、蜂窝汽封技术后发展起来的　

一种新型汽封技术，其泄漏量小，并能够在保证密封效果的情　

况下对汽轮机动叶和静叶之间瞬态不同心具有一定的容忍　

度。随着技术的不断发展，刷式密封在汽轮机节能改造中得到　

了较为成功的应用　圈　

２刷式密封的原理　

相较于传统的齿型曲径汽封．刷式汽封的密封性能更好，　

其泄漏量约为是齿型曲径汽封的１／５。同时．刷式汽封是一种　

柔性密封型式，具有高效阻尼．并能够在保证密封效果的情况　

下对汽轮机动叶和静叶之间瞬态不同心具有一定的容忍度，　

能够改善了转子的稳定性。提高机组运行安全性。　

图１刷式汽封结构　

刷式汽封的刷丝是由钴基高温合金制成的．钴基高温合　

金的特点是韧性高、脆性低，即使在汽轮机运行的高温、高压　

和高转速的恶劣环境中刷丝也能稳定工作。由图１可以看出：　

刷式汽封是由前面板、背板扣夹在两者之间的高密度高温合　

金丝组成的刷丝组成　

刷丝沿转子的旋转方向有一定倾角，机组冷态时，刷丝的　

尖端与转子间存在一定间隙。机组运行时其间隙在热膨胀和蒸　汽压差作用下闭合；刷丝与转子表面轻微接触。刷丝的弹性可　

追踪转子的径向偏移．转子、气流的振动和扰动可以使刷丝恢复　原状态。从而达到密封作用。这就是刷式密封的最大结构特点。　

图２表示了刷式汽封的密封原理．刷式密封介质泄漏主　要发生在密集排列的细金属丝之间形成的微小缝隙中。由于　

刷子中刷丝间空隙的不均匀性作用，均匀的来流进入刷丝束　

中就变得不均匀了．利用刷丝间空隙的不均匀结构产生的横　向流破坏同向流，使流体产生了自密封效应。横向流动代替向　

前流动对流体自密封贡献最大．它能增大横流过刷丝的总压　

降，使汽封的泄漏量减少。随着压比的增大。刷子中刷丝的密　

度增加。刷丝之间的空隙减少而使有效的泄漏面积减少，同时　

使泄漏流动的阻力增大。从而使泄漏随压比增加的梯度降低　

最终有效降低蒸汽泄漏量。　

蕊　

同向漉　射流　

圈２刷式汽封的密封原理　

３汽轮机汽封改造案例分析　

３．１项目概况　

某公司汽轮机系东方汽轮机有限公司生产制造，容量为　

３００ＭＷ，型号为单轴、亚临界、一次中间再热、双缸、双排汽、抽　

汽供热凝汽式汽轮机。原机组的隔板、叶顶和轴端采用的均为　旧式的梳齿式汽封，随着机组运行年限的增加，汽封漏汽量也　

明显增大。　针对该机组运行情况．考虑采用刷式汽封对机组汽封系　

统进行升级改造。　３．２改造方案　

将高压、中、低压段的隔板、轴封及叶顶处全部改成刷式　汽封，表１为汽封改造前后缸效率和热效率的对比。　

表１改造前后缸效率和热效率　

序号　项目　单位　改造前　改造前　１　高压缸效率　％　８０．２９　８１．８５　

２　中压缸效率　％　９１．２２　９１．４８　３　五段抽汽温度　℃　２９４．３　２８４．６　４　六段抽汽温度　℃　２２１．８　２１ｏ．７　５　七段抽汽温度　℃　１７３．４　１５７．１　

６　试验热耗率　ｋＪ／（ｋＷ－ｈ）　８３２７　８１９８　

７　修正后热耗率　ｋＪ／（ｋＷ・ｈ）　８２３７　８１１ｌ　

从表１可见。改造后，汽封改遣后机组的经济性得到显著　

提高，改造后机组热耗率为８１９８ｋｊ／（ｋＷ・ｈ）。比改造前提高了　

１２９　（ｋＷ・ｈ）；机组高压缸、中压缸效率较改造前提高了　

１．５６％和Ｏ．２６％，表明高、中压缸检修效果良好；五段、六段、七　段抽汽温度分别降低了７．７℃、１１．１℃和１６．３℃。表明低压通流　

部分级间内漏情况得到好转。　

４结论　

综上所述．对符合条件的机组采用刷式汽封进行技术改　嘤　

霸　Ｌ０Ｗ　ＣＡＲＢｏＮ　Ｗ０ＲＬＤ　２０１６，ｌ２　低碳技术　

浅析燃料采制化对电厂热值差的影响　

郑绍辉　。李驰２　

（１．国电蓬莱发电有限公司，山东烟台２６５６００；２．烟台龙源电力技术股份有限公司，山东烟台２６５６００）　

【摘要】火力发电厂在发电的时候很有可能造成电热值的误差，一旦产生误羞，对于企业的生产发展来说非常不利。针对这个问题本文将重点　

研究电热值误差产生的原因，以及如何解决这些问题让电厂的各种管理力度逐步提升，以此来帮助电厂提高生产质量，力求从根本上保证发电　

的持续性和稳定性，达到安全生产的良好标准。　

【关键词】采制化；电厂发电；热值差；控制　

【中图分类号】ＴＭ６２１．２　【文献标识码】Ａ　【文章编号】２０９５—２０６６（２０１６）３５—００４５—０２　

引言　

在火力发电厂里．判断收益的标准以及燃料的管理问题　

时，一个很重要的标准就是入厂煤投入火炉中的煤热值差。近　年来．电力市场逐步发展，电厂使用燃料的体系也越来越完　

善，因此对热值差的控制越来越重要，相应的在其管理的科学　

合理性方面也有了新的要求。基于这种情况。全国范围内的各　个大型发电集团公司。开始关注电厂入厂煤还有投入火炉中　

的煤的热值差，并对其制定了新的指标。以加强管理和控制。　就当前的华能电力集团来看．其规定了北方电力各家火电厂　

的热值差标准．具体为每克不超过５Ｏ２Ｊ。为了让控制热值差的　

各项工作顺利进行，文章进行仔细分析和研究以提供一定的　参考依据。重点关注采制化的管理问题来确保热值差维持在　

标准范围内．进而促使企业更好地生产发展。［１】　

１热值差的含义　

火电厂的热值差。是一个具体的指标。这个标准是用来评　价火电燃料的经济性以及燃煤的管理。我们国家的电力行业。　

对于热值差的含义有明确的说明．即火电厂的入场煤以及入　炉煤二者之间的热值差每克不超过５ｏ２Ｊ。然而这只是一种理　

想的标准．在实际生产的过程中。往往并受很多因素的影响这　

不到这样的标准。通常情况下。实际生产中的热值差都会偏　

高，在这样的情况下。电厂的燃料成本不断上升，而且在计算　

用煤情况方面也有较大的影响。所以，要对热值差进行控制，　合理的控制热值差可以有效降低燃煤成本．不仅如此。还有助　

于节能减排。保护环境。造成热值差过高的原因有很多，就目　前来看，对于这些原因的研究还不够透彻。下面进行机电分　

析。希望可以对降低热值差有所帮助。目　

２燃料采制化对电厂热值差影响的原因　

电厂内部在进行发电工作的时候．有很多原因能够造成　

热值差过高．具体原因有以下几个方面。　

２．１电厂采购的煤粒度不均匀　

电厂在进行煤的购买时．买进厂内煤粒的粒度大小不一，　这使得采集样本的时候容易存在误差。在实际工作中。电厂发　

电时使用的煤粒粒度越大。煤粒的粒度大小不均匀程度越高．　

煤的粒度越大．其中含有的砰石还有石头就越多．电厂在购买　

煤的时候，煤的种类比较少，而且在购买的时候不仔细，这就　

造成了煤粒粒度不均比较严重。还有在具体的工作中．采集含　有砰石的煤粒的时候。危险性很大．很可能会在外界各种力量　

的作用下滚落。不仅如此，在具体的采样工作中。想要采到标　准的样本很不容易。所以。电厂在发电的时候，煤粒的粒度越　

来越大，样本的误差性也会越高。这些都造成了电厂采取的样　

本和正常的情况下相比有较大出入。致使热量值过高。１３１　

２．２企业中在入炉煤的自动采样装置方面存在问题　

在企业内部，入炉煤进行自动化采集样本的过程中很多　

装置系统配置不合理。一些企业想要降低生产的成本。在购买　自动化采集样本装置的时候。不会选择那种性能很好。质量也　

不错的装置，而选择成本低廉实用性差的设备。在这种情况　

下。就使得装备使用的时间不长．甚至很多时候还会出现系统　误差。进而造成电厂进行采制化的时候，有很多热值差方面的　

问题出现。在自动化采集样本的装置运行的时候，设备底部时　常有残留的煤出现．如此容易造成采集样本过程中遗漏样本　

的情况。这就是为什么投入锅炉中的煤热值非常高的原因。还　

有一种情况就是给料装置缺少采样的推板。这也是造成热值　

差高的主要原因之一。　２．３企业内部没有专业的采制化人才　

进行采制化工作的人员不够专业。具体工作过程中不按　照标准要求来开展工作。就电厂中的具体操作来看，进行采制　

化工作的工作人员，大部分都不是专业人员，岗位能力缺乏，　

工作过于随意，不参照企业工作制度规范完成岗住工作，一些　

不规范的工作行为频频出现。通常一些不合规范的行为包括　采集的样本没有深度、采集的样本过少、进行样本采集时出现　

遗漏的情况等等。这些问题都是造成出现热值差的主要因素。　

由此来看。采制化工作人员的专业水平还有待提升。公司要加　

造后．有如下优点：　

（１）节能减排。改造后的汽轮机缸效提高，机组热耗、煤耗　下降，提高能源的利用率。减少排放。　

（２）提升效益。煤耗下降带来的直接经济效益是燃煤成本　

的降低，在目前煤价处于较高水平、火电厂利用小时数持续降　

低的背景下，有利于企业降低生产成本。提升企业效率。　

（３）安全保障。由于刷式密封的结构优势，磨损小，使用寿　命长，对汽轮机轴系稳定性，机组的安全可靠性都有较好的提　

升作用。　

目前，火电厂汽轮机汽封改造的技术己趋于成熟．本次刷　式汽封改造项目既提高了汽轮机效率。降低了热耗、煤耗等　

能耗指标，对传统汽轮机组节能改造，提供了一种有效可靠　的方式。　

参考文献　

［１】曲莹军，李放，采用新型结构汽封对轴封的改造叩．东北电力技术．　２００６，２７（３）：２７－２９．　【２】张延峰．汽轮机改造技术【Ｍ】．北京：中国电力出版社，２００５．　

收稿日期：２

０１６—１２—３