谭剑
摘 要：汽轮机的汽封漏汽损失对汽缸效率、热耗率影响较大。该文针对茂名臻能热电有限公司#7汽轮机投运至今，原安装的传统迷宫式汽封出现不同程度的磨损，动静间隙增大，漏汽损失增加，导致高、中压效率下降，热耗率升高等问题，提出汽封改造的必要性，并通过采用布莱登汽封技术改造，实现高、中压缸汽封及过桥汽封间隙的自调整、无碰磨、最小化，提高了高、中压缸效率，降低热耗率。
关键词：汽轮机 性能试验 布莱登汽封 汽缸效率
中图分类号：TK263.2 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）03（a）-0011-03
茂名臻能热电有限公司#7汽轮发电机组，是东方汽轮机有限公司引进日立技术生产的CC600/523-24.2/4.2/1.0/566/566型超临界、一次中间再热、三缸四排汽、凝汽式汽轮发电机组，额定排汽压力6.9 kPa。汽轮机总级数为43级，高压转子有9级，其中第一级为调速级，中压转子有6级，低压转子有2×2×7级。汽轮机采用高中压缸合缸结构，高、中、低缸汽封为传统的迷宫式汽封。#7汽轮发电机组于2012年9月投产。
1 高中压缸汽封改造前机组性能试验
为了检验与考核机组的各项技术经济指标是否达到合同、设计和有关规定的要求，2014年6月由广东粤能电力科技开发有限公司对茂名臻能热电有限公司#7机组进行了机组性能试验。
从表1看出，高压缸效率比设计值低1.79%，中压缸效率比设计值低于1.22%，高中压缸轴封漏汽量比设计值高7.1%，热耗率比设计值仅偏高7.1 kJ/（kW·h）。
2 高中压缸汽封改造的必要性
汽轮机汽缸效率是机组重要的性能指标，其高低直接决定汽轮机的热耗率和机组的循环效率，进而影响机组的发、供电煤耗。
该公司#7汽轮机高中压缸隔板汽封、高中压缸汽封（过桥汽封）、高中压缸轴端汽封原为东方汽轮机有限公司设计的迷宫式汽封，汽封工作间隙运行中为不可调。
汽轮机正常运行时，转子轴振只有几丝，是不会与汽封发生碰磨的，但是在汽轮机启停过程中，特别是转子在通过临界转速时，轴振、盖振较大，工作间隙不可调的迷宫式汽封齿难免与转轴发生碰磨，汽封与轴间隙增大，形成了漏汽损失，导致汽缸缸效率降低。
由表2可见，各汽缸效率的变化对机组的经济性影响很大，因此，对#7汽轮机高中压缸汽封进行改造的必要性显而易见。
3 布莱登汽封技术改造
为此，该公司与哈尔滨布莱登汽封技术应用有限公司签订《茂名臻能热电有限公司#7机高中压缸汽封改造技术协议》，它包括有关高中、低压缸汽封调整及高中压缸汽封改造为布莱登汽封的功能设计、结构、性能、安装、试验和维护等有关方面的技术要求，见表3。
布莱登汽封技术原理：
布莱登汽封取消了传统汽封背部的板弹簧，取而代之的是在每圈汽封弧段端面处，加装了四只螺旋弹簧。自由状态时，在弹簧应力作用下汽封弧块是处于张开状态而远离转子，见图2；机组启机时，随着蒸汽流量的增加，作用在每圈汽封汽封弧块背部的蒸汽压力逐渐增大，当这一压力足以克服弹簧应力、摩擦阻力等时，汽封弧块开始逐渐关闭，直至处于工作状态，并始终保持与转子的最小间隙值运行，见图1；停机时，随蒸汽流量的减小，在弹簧应力作用下，推动汽封弧块远离转子，使汽封与转子的径向间隙达到最大值。
布莱登汽封其技术原理，就是能够有效的避免机组启停过程中动静碰磨，自动调整汽封与转子的工作间隙，并能够始终保持很小的间隙运行，从而提高机组运行效率。
该改造项目从2014年12月25日至12月31日已完成全部改造、调整工作，见表4。
4 布莱登汽封技术改造后#7机组性能试验
为了核准该公司#7汽轮机的三缸效率和热耗率，检验高中压缸布莱登汽封改造效果，该公司于2015年10月邀请西安热工研究院有限公司对#7机组进行机组性能试验，见表5，表6。
5 布莱登汽封技术改造后性能对比
从表7中看出，中压缸效率比改造前提高了0.33%，高中压缸轴封（过桥汽封）漏汽量比改造前减少了3.35%，高、中压缸隔板汽封，高中压缸轴封（过桥汽封），高、中压缸端部第一道轴封工作间隙比改造前减少了0.1～0.3 mm。
6 布莱登汽封技术改造后的效益分析
6.1 中压缸效率提高后产生的效益
表2给出，#7汽轮机中压缸效率变化1个百分点对机组发电煤耗0.41 g/（kW·h）的影响，那么，改造后中压缸效率比改造前提高了0.33%，则其对机组发电煤耗的影响为：0.135 g/（kW·h），按机组带额定负荷600 MW来计算，一天可节省标煤：600 000×0.135×24=1 944 000 g≈1.944 t，全年可节省标煤：1.944×365=709.56 t。
6.2 高中压缸轴封（过桥汽封）漏汽量减少后产生的效益：
表6给出，#7汽轮机本体各项性能指标偏差对经济性的影响量，高中压缸轴封（过桥汽封）漏汽量比设计值大3.75%，对发电煤耗影响量为2.7 g/（kW·h），则1%高中压缸轴封（过桥汽封）漏汽量约影响发电煤耗0.72 g/（kW·h），那么，改造前高中压缸轴封（过桥汽封）漏汽量为9.35%，改造后高中压缸轴封（过桥汽封）漏汽量为6.0%，改造后比改造前减少了3.35%，则其对机组发电煤耗的影响为：3.35×0.72=2.412 g/（kW·h）。
按机组带额定负荷600 MW来计算，一天可节约标煤：
600 000×2.412×24=34 732 800 g≈34.73 t，全年可节省标煤：34.73×365=12 676.45 t。
6.3 改造后，全年共可节省标煤
709.56+12 676.45≈13 386 t。
6.4 改造后，全年共可节省资金
按该公司目前采购的山西烟煤、印尼烟煤，热值约为5 500 kcal/kg，价格约为500元/t算，1 kg标煤约等于1.27 kg的热值为5 500 kcal /kg山西烟煤或印尼烟煤，则全年可节省山西烟煤约：13 386×1.27≈17 000 t，全年共可节省资金约：17 000×500=850万元。
6.5 高压缸效率略降的原因
高压缸布莱登汽封有部分不能闭合的现象，在下次大修时，主要对高压缸布莱登汽封的加工尺寸、弹簧和安装工艺质量的检查，修复故障的布莱登汽封，以使汽封能自由滑动，防止卡涩在槽道中，保证布莱登汽封正常闭合。
7 结语
该公司#7汽轮机高中缸隔板汽封、高中压缸轴封（过桥汽封）、高中压缸端部第一道轴封自改造为布莱登汽封以来，从目前机组的运行状况来看，机组的轴向位移、高中压缸胀差及高、中压缸膨胀均在合格优良范围内，能满足机组启、停及负荷變化要求，不影响机组的启、停速率，保证机组安全运行。机组采用布莱登汽封后取得显著的经济效益，证明布莱登汽封技术是具有良好经济性和运行安全可靠性的。
参考文献
[1]王殿武.汽轮机设备检修[M].北京：中国电力出版社，2005.
[2]东方汽轮机有限公司.600MW超临界汽轮机概述及本体结构说明书[Z].
[3]哈尔滨布莱登汽封技术应用有限公司.600MW机组布莱登汽封技术应用[Z].
[4]广东粤能电力科技开发有限公司.茂名臻能热电有限公司#7机组热力性能试验报告[Z].
[5]西安热工研究院有限公司.茂名臻能热电有限公司#7机组热力性能试验报告[Z].
